EP4060124B1 - Ensemble de couplage securise d'un outil sur un bras de travail d'un engin de travaux publics a fonctionnement ameliore - Google Patents
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- EP4060124B1 EP4060124B1 EP22162079.2A EP22162079A EP4060124B1 EP 4060124 B1 EP4060124 B1 EP 4060124B1 EP 22162079 A EP22162079 A EP 22162079A EP 4060124 B1 EP4060124 B1 EP 4060124B1
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Definitions
- the present invention relates to a secure coupling assembly of a tool on a working arm of a public works machine with improved operation.
- the expression public works machine designates any machine, of the self-propelled vehicle type or a stationary machine, positioned on land, on a ship, on a pontoon or on a railway vehicle, equipped with at least one arm at the end of which finds mounted, in a removable manner, a tool such as a shovel, bucket, pliers, chisel, hammer, nacelle, lifting hook, nacelle or any other tool used in the context of so-called heavy work on site, civil engineering, transport, agricultural, mining and quarrying or handling.
- a tool such as a shovel, bucket, pliers, chisel, hammer, nacelle, lifting hook, nacelle or any other tool used in the context of so-called heavy work on site, civil engineering, transport, agricultural, mining and quarrying or handling.
- the arms of a public works machine can receive various tools, both by their function and by their size in order to do different jobs. These tools can be movable along one or more axes relative to the end of the arm of the machine.
- the coupling of a tool on the end of a working arm of a public works machine is carried out by a coupling assembly comprising several parts and known as a quick coupler assembly, more easily designated by the expression "quick hitch" which will preferably be used later.
- Such a quick coupler makes it possible to couple, without human intervention, the tool to the working arm, in a secure manner.
- Many systems also allow the tool to be uncoupled from the work arm in a secure manner.
- the tools used on public works machinery include two parallel connection shafts, allowing coupling with the quick coupler. The latter is provided with members for coupling and locking the shafts of the tool on the attachment.
- EP-B-1 318 242 a coupler whose translational movement of a cylinder, controlled by the user from the driver's cab of the public works machine, ensures the locking and unlocking of the two coupling members of the quick coupler.
- WO-A-2020 128,075 describes a locking device in which a cylinder actuates in translation hook-shaped coupling members adapted to hold the shafts of the tool.
- a blocking flap mounted free in rotation secures the maintenance of a coupling member on a shaft.
- the unlocking movement of the cylinder is accompanied by the compression of a spring, the latter driving a part bearing against the shutter. The latter is driven in rotation in a position where it no longer opposes the output of the shaft of the holding member.
- EP-B-2 466 015 discloses a solution where two hooks form the shaft coupling members. A hook is connected directly by a pivoting connection to the rod of a cylinder. The other hook is connected by a pivoting connection to the cylinder rod by an arm.
- EP-A-2 987 916 describes an actuating member in the form of a tuning fork which slides and pivots a member for locking one of the shafts in position in the attachment. Depending on the position of the organ in the form of a tuning fork, the disengagement of the shafts of the quick coupler is authorized or not.
- the translational movement of the actuating member, in one direction or the other, is subjected to the action of a jack.
- the solution marketed by the company DROMONE ENGINEERING comprises a component for locking a member for coupling the quick coupler with a shaft. The coupling member is moved by the action of a jack, the locking flap pivoting into the active position by gravity.
- WO-A-2018/056841 relates to a quick coupler for coupling a tool.
- the attachment comprises a jaw, configured in U, fixed and a second jaw mounted on a movable slider under the action of a hydraulic jack. A spring pushes the slider away from one of the jaws.
- the clip comprises a locking member making it possible to block the connection member and configured in the shape of an L and pivotally mounted.
- a branch of the locking member forms an actuating element.
- a finger defining an unlocking element is mounted on the slider. It is moved when the actuator is in translational motion.
- the movement of the unlocking members as well as the movement of one of the jaws is obtained by hydraulic means.
- the invention proposes to respond by offering a coupling assembly for a tool on a working arm of a secure public works machine, easy to implement and guaranteeing increased safety in avoiding any risk of unhooking the tool as long as the coupling system is not in the unlocked position, while limiting the number of parts and being adaptable to various types of quick couplers and tools.
- the subject of the invention is an assembly for coupling a tool to a working arm of a public works machine, comprising a secure connection device called a quick coupler, two parallel connection members fitted to the tool , at least one of the connection members being a cylinder with a circular base, two coupling members with the connection members equipping the secure connection device, the said coupling members defining housings for receiving the connection members, a security member mounted free to rotate between a so-called disengaged position in which it allows the movement of a first connection member equipping the tool with respect to a first coupling member and a so-called engaged position in which it secures the retention of the first connection member by the first coupling member, at least one locking member movable between an inactive position in which the restraint by a second coupling member equipping the secure connection device of the second connection member is not locked and an active position in which it locks the retention by the second coupling member of the second connection member, a release member movable in translation adapted to allow rotation of the safety member from the dis
- the number of parts is limited, and therefore the risk of malfunction while facilitating maintenance and ensuring optimal safety, accidental dropping of the tool during locking is no longer possible.
- such a coupling assembly may include one or more of the following characteristics:
- the safety member comprises a rounded relief or flap, the radius of curvature of which is adapted to the radius of the cylinder with a circular base forming the first connection member, said relief comprising at least three surface segments, planes and curves, adapted to be successively at least facing at least part of the surface of the connection member.
- a segment of the rounded relief is permanently at least opposite a part of the surface of the first connection member when the latter is in its receiving housing defined by the first coupling member.
- the safety member is held in the engaged position by a return member.
- the release member comprises a main body receiving a movable finger in translation in the body.
- a return member permanently maintains the finger outside the body of the release member.
- a body position return member maintains the latter in a position in which the finger is at least permanently facing the safety member.
- the finger comprises at least one contact zone with the safety member and located at a free end of the finger when the retention by the second coupling member of the second connection member is not locked.
- the finger comprises a notch adapted to receive a ratchet movable in rotation relative to the safety member.
- the pawl is secured to the safety member, a pin for rotating the pawl being secured to a wall of the quick coupler.
- the fingertip extends beyond the quick coupler when the safety member is in the disengaged position, forming a visual signal for the user.
- the locking member comprises a lug configured as a hook movable in translation in slideways.
- the slides are removably mounted in the quick coupler.
- the invention also relates to a public works machine provided with at least one working arm fitted with an assembly for coupling a tool to the working arm in accordance with any one of the preceding characteristics.
- FIG. 1 illustrates an arm 1 of a construction machine, the latter known per se not being illustrated.
- a construction machine the latter known per se not being illustrated.
- it is a machine of the mechanical shovel type.
- a public works machine can be of another type, for example, an excavator, a backhoe, a dredge, a mower, a loading machine or more generally any machine, self-propelled or not, land, railway or maritime equipped with at least one working arm equipped with at least one working tool.
- work tool 2 is a bucket.
- it may be another tool, for example a blade, a rock breaker, a pestle, a nacelle, a crushing/clearing head or the like.
- the free end 3 of the arm 1 is equipped with an articulated lever 4.
- the end 3 and a free end 5 of the lever 4 are each provided with a rotation shaft 6.
- the shafts 6 are identical. Alternatively, they are different. These shafts 6 maintain and allow movement, according to the double arrow F, of a secure connection device 7 of the tool 2 on the arm 1. Such a device is frequently designated by the expression “quick hitch” which will also be used later.
- the quick coupler 7 on the rotation shafts 6 are inserted into orifices of complementary shape 8 provided on a part of the quick coupler 7.
- the movement of the quick coupler 7, therefore de facto of the tool 2 is possible in one or more planes, knowing that the coupler rapid can authorize, according to its configuration, the rotation of the tool around a vertical axis.
- the tool 2 can be oriented to work in the direction of the machine or away from the machine.
- FIG 2 is a larger scale representation of the tool 2 and the quick hitch 7 of the figure 1 , in the uncoupled position, that is to say before the tool 2 is mounted on the arm 1 or once the tool 2 is unhooked from the arm 1. In such a position, there is no no connection, even partial, between the tool 2 and the arm 1.
- the secure connection device or quick coupler 7 is a set of parts, metallic or made of one or more material(s) resistant to shocks and environmental constraints. As emerges from figures 1 to 14 , the device 7 has the overall shape of a rectangular parallelepiped. It comprises a fixing part 9 on the arm 1. This part 9 forms the upper part of the attachment 7, looking at the figure 2 .
- a lifting hook 10 In addition to the openings 8 for receiving the rotation shafts 6, it comprises, in the illustrated embodiment, a lifting hook 10.
- the hook 10 makes it possible, using a sling, to perform lifting operations.
- part 9 is devoid of a hook 10 or the like. It is understood that the lifting hook 10, when present, may have another shape and/or dimensions than those illustrated in picture 2 .
- the connection between the part 9 and the arm 1, even if it is removable, generally remains in place, permanently, so that the arm 1 is permanently equipped with the device 7. Thus, no particular maneuver when moving the public works machine is necessary, the arm 1 being always ready to receive a tool 2.
- the device 7 can also equip the original arm 1 of a public works machine or else equip the arm 1 with a aftermarket public works machine, provided that the orifices 8 are adapted in number, size and position to the rotation shafts 6 fitted to the arm 1.
- the part 9 is removable in order to to be easily changed to adapt to the configuration of arm 1.
- the lower part 11 of the device 7, looking at the figure 2 is dedicated to the connection, secured and removable, between the device 7, therefore de facto the arm 1, and the tool 2.
- the tool 2 comprises at least two connecting members 12A and 12B parallel.
- at least one of the connecting members is a shaft or cylinder with a circular base.
- the connection members or shafts 12A and 12B are located on one end 200 of the tool 2. They are positioned and dimensioned to ensure not only a secure connection of the tool 2 to the device 7 but also an easy and efficient operation of the tool 2.
- the parallel shafts or connection members 12A, 12B are oriented in a direction D substantially orthogonal to a longitudinal axis of the arm 1 when the tool 2 is mounted on the arm 1.
- the rear connection member relative to the free end 3 of the arm 1 when the tool 2 is mounted on the quick coupler 7, is designated as being the rear connection member, therefore the farthest from the arm 1 at the figure 1 , the connecting member or shaft 12B and as being the connecting member before the connecting member or shaft 12A.
- the front connection member is the member 12B, the rear member being the member 12A, provided that they are identical.
- Device 7 is equipped with at least two coupling members 13, 14 with connection members 12A and 12B respectively.
- member 13 will be designated as front coupling member and member 14 as rear coupling member.
- Front coupling member 13, located to the left of part 11 looking at the figure 2 is configured as a hook, the opening 15 of which is oriented towards the side 16 defining a lateral edge of the device 7, in this case the left edge looking at the picture 2 connecting the parts 9 and 11.
- the opening 15 of the coupling member 13 is located closest to the end 3 of the arm 1. It is therefore oriented in the direction of the cabin of the public works machine, not illustrated. Opening 15 defines a housing for receiving connection member 12A.
- the rear coupling member 14 is configured in a U whose opening 17 is oriented towards the lower edge 18 of the device 7 looking at the figure 2 . Opening 17 defines a housing for receiving connection member 12B.
- a safety member 19 is mounted on the part 11, at the level of the opening 15 of the coupling member 13. It is shown in perspective at figure 11 and, laterally, alone and on a large scale, at the figure 12 .
- the safety member 19 is pivotally mounted in a plane P around a rotation shaft 20, of longitudinal geometric axis A20. The pivoting of the member 19 takes place in one direction or the other according to the double arrow F19.
- the plane P is substantially perpendicular to a plane P1 connecting the rotation shafts 6 and illustrated in figure 2 .
- the attachment 7 is here equipped with a single safety member 19 as shown in figure 11 .
- the safety member 19 is a piece of complex geometric shape, as appears in the figure 11 . It is elongated in shape, with a complex cross-section. The dimensions, in particular the length, of the safety member 19 are adapted to the dimensions of the connection member 12A. As emerges from the figure 11 , the ends of the shaft 20 extend beyond the ends of the member 19 and ensure the fixing of the member 19 in the sides of the clip 7. For greater readability, the sides of the clip 7 are not shown in the various figures. It is easily understood that the part 9 of the clip 7 forms a protection for the active members of the part 11 of the clip 7. Thereafter, we will define as active engaged position of the member 19 a position in which it prevents the exit of the connection member 12A from its housing 15. The disengaged position of the member 19 corresponds to a position in which it does not oppose the exit of the member 12A from its housing 15.
- the safety member 19 comprises, in the lower part looking at the figure 11 And 12 , a part 21 in rounded relief which will subsequently be referred to as the flap.
- This flap 21 has a radius of curvature adapted to the radius of the cylinder with a circular base forming the connection member 12A.
- the curvature of the relief 21 is of complex shape, as shown in figure 12 .
- the curved free edge 210 comprises several surface segments, straight and curved. Each segment performs a given function, in relation to the position of the member 19.
- a first surface segment 211, straight and generally flat, located to the right of the figure 12 is adapted to face and if necessary provide support against a portion of the connection member 12A when the member 12A is in place in the housing 15 of the coupling member 13, as illustrated in figure 7 , it being understood that the support only occurs if one initiates the movement of the member 12A out of the housing 15.
- the flap 21, and in particular the segment 211 secures the connection and prevents any uncoupling of the member 12A and of the fastener 7.
- This position corresponds to a so-called active engaged position of the member 19 and of the flap 21 when the member of connection 12A is in place in its housing 15.
- a clearance of a few millimeters is provided between the segment 211 and the member 12A.
- the flap 21 is in the active engaged position, ready to bear against the member 12A present in its housing 15 but without bearing against the member 12A so as not to generate friction between the member 12A and organ 19.
- segment 212 is arranged angularly.
- the segment 212 is a release segment, making it possible to avoid any blocking contact between the flap 21 and the member 12A during the respective rotations of these two elements with respect to each other.
- the width of the segment 212 is the smallest of all the constituent segments of the edge 210.
- segment 213 comprises a straight portion positioned between two curved portions.
- the shape of the segment 213 makes it possible, when the member 12A comes out, to rotate the member 19 counterclockwise and therefore to put it in the disengaged position illustrated in figure 10 so that the flap 21 does not oppose the output of the connection member 12A due to its housing 15.
- the counterclockwise direction is indicated with reference to the figure 12 , i.e. a rotation from right to left looking at the figure 12 .
- the counterclockwise direction is defined as being the rotation of the safety member 19 in the direction of the side edge 16 of the part 11 of the attachment 7. In this position, the safety member 19 can automatically return to a so-called position reset as illustrated in figure 2 , 2A or 3 .
- the safety member 19 may not only be in a disengaged position where the safety member 19 cannot oppose an exit movement of the member 12A out of its receiving housing 15 and in an engaged position active_de blocking the exit of the member 12A from its housing 15 as described above but also in another position, called reset, once the member 12A is completely released from its housing 15 and away from the member 19.
- the safety member 19 In this reset position the safety member 19 is remote from the member 12A, the housing 15 being empty and ready to receive a member 12A, the safety member 19 being ready to move to the disengaged position then to the active engaged position when the member 12A is in place in the housing 15, this in the case of an insertion of the member 12A into its housing 15.
- the flap 21, and therefore the member 19 is in a position similar to that illustrated in figures 5 to 8 , therefore a position corresponding to the so-called engaged position.
- the member 19 can therefore occupy, in addition to a disengaged position, an engaged and active position in which it blocks the exit of the member 12A from the housing 15 and an engaged and inactive position where the housing 15 is empty and ready to receive a member. 12A.
- the implementation of the constituent segments of the free edge 210 of the flap 21 takes place during a translation of the member 12A, in one or the other direction, and induces, by the configuration of the segments 211 to 213, a rotation of the member 19.
- the rotation of the member 19, and therefore of the flap 21, always takes place in the counterclockwise direction as defined above, therefore a rotation in the direction of the edge 16 of the part 11 of the fastener 7.
- the dimensions of the flap 21 are such that it extends partially, in the active engaged position and in the inactive engaged position called reset, in the opening 15 defined between the coupling member 13, configured as a hook forming one of the jaws constituting the member 13, and an edge 22 of the part 11 of the fastener 7 constituting the other jaw.
- a part, not referenced, of the edge 22 is substantially parallel to the rectilinear part 130 of the hook 13 and thus defines with this denier a U.
- the U-shaped opening 15 forms a housing for receiving the connection member 12A of the tool 2.
- the hook 13 defines a housing for receiving the connection member 12B, by turning over the tool 2 and provided that the members 12A and 12B are identical.
- the return to position is obtained by another means, known per se, for example a leaf spring, a tension spring, a compression spring, a cylinder.
- a return member of the safety member 19 Thanks to the return member of the safety member 19, the passage of the latter between the various positions: engaged and active with blocking of the member 12A in its housing 15, disengaged without blocking of the member 12A in its housing 15, engaged and inactive called resetting, therefore in the absence of the member 12A in its housing 15, is carried out without user intervention, only by the various movements of the member 12A relative to its housing 15 and a release member, described later.
- Such operation purely mechanical, allows optimum securing of the connection between the member 12A and the attachment 7, whatever the state of this connection.
- the security member 19 comprises, above the flap 21 looking at the figure 2A And 12 , an inclined face 24 in the direction of the hook 13, and flat over its greater part.
- the so-called high end 25 of the face 24, therefore that furthest from the hook 13, is curved and oriented inwards, therefore in the direction of the face 24.
- the face 24 is generally shaped of lacrosse.
- the end 25 is extended by a flat face 26 and generally orthogonal to a longitudinal axis A20 of the rotation shaft 20.
- Part 11 receives at least one release member 29.
- the latter is positioned above the coupling members 13 and 14, in the vicinity of the safety member 19.
- the release member 29 comprises a finger 30 configured as a cylinder solid with a cylindrical base, the free end 31 of which is generally of a shape complementary to that of the curved end 25 of the safety member 19.
- the end of the finger 30 is configured as a cylinder with a circular base whose axis longitudinal is perpendicular to the longitudinal axis of the finger 30.
- the finger 30 is flattened, in the shape of a connecting rod.
- the end 32 of the finger 30, opposite the end 31, is inserted, removably or not, in a part forming the main body 33 of the release member 29.
- the body 33 is, in the example, configured as a hollow cylinder with a circular base. Alternatively, it has another shape, for example a parallelepiped.
- One end 34 of body 33 receives end 32 of finger 30.
- Opposite end 35, referenced to figure 11 , of the body 33 is connected by a pivot connection to a relief 36 forming a rotation support for the body 33. The rotation of the latter takes place in a plane parallel to the plane P of rotation of the safety member 19.
- the relief 36 is integral with a tab 38 in the form of a hook and slidably mounted in at least one slide 37.
- the translation of the tab 38, and therefore of the rotation support 36, takes place in a plane orthogonal to the plane P1.
- the translation of the tab 38 in the slide 37 is carried out by a displacement means, typically by a cylinder, hydraulic or other. Alternatively, the translation is manual. In all cases, the displacement of the tab 38 is not automatic but requires an action on the part of the user of the coupling assembly, therefore of the driver of the public works machine.
- the opening of the lug 38 in hook is oriented towards the opening 17 of the first coupling member 14.
- the lug 38 is dimensioned and positioned so that, during its translational movement in the slide 37, according to the double arrow F36 , it releases or blocks access to the opening 17.
- the lug or hook 38 makes it possible to block the member 12B in position in the housing defined by the opening 17 of the coupling member 14
- the hook 38 authorizes or not access, in entry or exit, by the connection member 12B to the housing 17 defined in the coupling member 14 according to the position of the hook 38.
- the finger 30, forming a first part of the release member 29, is movable in translation in the body 33, according to the double arrow F30.
- the finger 30 is held, in the inactive position, in a position where it extends to the maximum outside the body 33 by a return member or pusher 39, as illustrated in figure 2 And 2A notably.
- the return member 39 is, here, a mechanical spring jack. Alternatively, it is another type of return member known per se, for example a pneumatic or hydraulic cylinder. In all cases, the return member 39 acts to permanently push the finger 30 out of the body 33, this whatever the position of the finger and whatever the forces acting on the finger.
- the body 33 constituting a second part of the release member 29, is provided with a hook 40 whose opening is directed towards the finger 30.
- This hook 40 is adapted to receive, in a removable manner, one end 41 of a coil spring 42, the other end 43 of which is connected to a hook 44 which is fixed to one face of the tab 38.
- the spring 42 When the spring 42 is connected to the two hooks 40 and 44, its return force induces a movement pivoting of the assembly of the release member 29 oriented downwards along the double arrow F29, this by rotation of the end 35 of the body 33 around the rotation shaft 45 fitted to the rotation support 36.
- the coil spring 42 is replaced by another return member, for example a leaf pressure spring positioned above the body 33 and exerting pressure on the body 33 and inducing a pivoting movement of the all of the release member 29 also oriented downwards.
- the release member 29 is maintained in a position such that it is always in contact or opposite, at least by one zone, in particular its free end. 31, with the safety member 19, in particular with the flap 21, this during the various movements of translation and rotation of the members 19 and 29.
- the release member 29 is opposite the safety member 19 when the latter is in the active engaged position and is ready to ensure, by contact, the blocking of the member 12A in the housing 15 during an attempt to leave the member 12A out of the housing.
- the operation of the secure connection device or quick coupler 7 is now described with reference to the various figures 1 to 14 .
- the operation will first be described during the attachment of a tool 2 to the device 7, therefore during the installation of the tool 2 on the arm 1 of a public works machine, then during the removal of tool 2, for example during a tool change.
- a safety device comprising sensors placed on the quick coupler 7 and/or the arm 1 and/or the tool 2 informing, by an audible and/or visual signal, that the members 12A, 12B are engaged in the connection members 13, 14 and that the coupling between the tool 2 and the attachment 7 is made and secure.
- THE figure 2 And 2A illustrate a configuration in which the tool 2 and the quick coupler 7 are completely separated, for example before the assembly or after the disassembly of the tool 2 on the arm 1 of a construction machine, therefore a configuration in which all the constituent elements of the coupling assembly are inactive.
- the openings or housings 15 and 17 of the coupling members 13 and 14 are completely free and accessible.
- the safety member 19 is in the position in which the flap 21 extends to the maximum in the housing 15, the latter being empty. This corresponds to an engaged and inactive position of the safety member 19.
- the face 27 of the safety member 19 is substantially vertical and the face 26 substantially horizontal. The flap 21 is held in this position by the return of the spring 23.
- the finger 30 of the release member 29 bears against the face 26 of the safety member 19.
- the free end 31 of the finger 30 is at its top dead center or at the end of its travel, above the locking member 19.
- the finger 30 and the body 33 of the release member 29 are inclined upwards looking THE figure 2 And 2A , by pivoting of the body 33 around the shaft 45.
- the restoring force of the spring 42 tends to bring the release member 29 downwards, and therefore to keep it resting on the face 26.
- the zone contact between the safety member 19 and the finger 30 is formed, respectively, by a portion of the face 26 and a portion of the outer surface of the finger 30, the latter here being cylindrical with a circular base.
- the safety member 19 is ready to pivot, the release member 29 not opposing a movement of the safety member 19 during the insertion of the member 12A into its housing 15.
- the pivoting of the member 19 will then be carried out in the counterclockwise direction looking at the figures 2 to 10 , therefore in the direction of the edge 16 of the part 11 of the fastener 7.
- Such a direction of rotation corresponds to a rotation of the member 19 in the direction of the lower edge 22 of the part 7, tending to bring the edge 27 of the member 19 parallel to edge 22.
- end 26 of member 19 pivots in the direction of opening 15.
- the hook lug 38 is at an end-of-travel dead center, corresponding to free and maximum access to the opening 17 of the first coupling member 14.
- the locking member formed by the leg 38 is in the inactive position.
- the lug 38 is held in this position by the fact that the cylinder, schematically represented by the reference 370, which actuates the lug 38 and therefore the release member 29, is inactive, in the retracted position.
- the starting and stopping of the actuator 370 are under the control of the user of the coupling assembly, for example, the driver of the public works machine from the driver's cab or by a user equipped a remote control box and remote from the machine, for example when the latter is automated and does not include a driver's cab.
- FIG. 3 illustrates an initial phase of positioning the quick coupler 7 to make the connection with the tool 2, the latter being stationary on a surface, the connection members 12A, 12B being accessible, the edge 200 of the tool 2 being oriented upwards.
- the coupling member 13 opposite the connection member 12A.
- the contact is initially made by the segment 213 of the flap 21 and the member 12A.
- the rounded relief 21 has a radius of curvature of the edge 210 adapted to that of the cylinder with a circular base forming the member 12A, so that the contact between these two parts is of the sliding type. In other words, such a type of contact allows the parts to move relative to each other.
- the translation of the member 12A in the direction of the bottom 131 of the coupling member 13 rotates the safety member 19, through the pivoting of the flap 21, the segments 213 or 212 of the edge 210 being in contact with the member 12A.
- the safety member 19 then pivots in the counterclockwise direction as defined previously according to the double arrow F19.
- a visual and/or sound signal for example based on sensors on the device 12A, and/or the segment 211, and/or the member 13 indicates to the user the securing of the coupling between the members 12A and 13. In other words, at this stage, even in the event of swinging of the tool, the latter remains attached to the attachment 7, without risk of falling.
- the fastener 7 is then positioned as shown in figure 6 . It is now a question of performing the coupling between the two other members 12B and 14, by pivoting the attachment 7 around the member 12A according to the double arrow F7. At the end of the movement, the connection member 12B rests on the bottom 140 of the coupling member 14. In this configuration, the coupling of the members 12B and 14 is not secure, the member 12B being able to come out freely of the member 14, by a pivoting movement in the opposite direction to that described above according to the double arrow F7. In other words, in this position the coupling between the tool 2 and the fastener 7 is not fully achieved, only the connection between the member 12A and the member 13 being secure. It is possible to provide, in another embodiment, a sound and/or light signal indicating to the user that the coupling is not yet complete and secure. For this, there are, for example, contactors on the bottoms 131, 140 of the members 13 and 14.
- the hook lug 38 To secure the connection between the member 12B and the member 14, the hook lug 38 must move in translation according to the double arrow F36 in the direction of the member 14. This movement is carried out by sliding in the slide 37 .
- the sliding is advantageously generated by the cylinder 370 controlled by the user, either from the driver's cab of the public works machine or by a remote control.
- the displacement of the hook or lug 38 is carried out by a manual action, therefore with the intervention of the user, using a device for pushing or pulling the hook 38.
- the hook or lug 38 which defines a locking member, bears against the member 12B, so in the active position, it locks the retention of the connection member 12B by the coupling member 14.
- the hook shape of the tab 38 prevents any withdrawal of the member 12B.
- the safety member 19 In the position illustrated in figure 7 , the safety member 19 is in the active engaged position and secures the retention of the member 12A.
- the securing of the retention of the member 12A by the safety member 19 is done before the passage to the active position of the locking member 38 which locks the retaining of the member 12B.
- the locking of the retention of the bodies 12A and 12B is done one after the other.
- Tool 2 is thus securely coupled with quick coupler 7.
- the release member 29 has moved back along the double arrow F36, up to a second end of translation stroke.
- This movement is ensured by the return exerted by the spring 42 on the body 33.
- This movement directed downwards according to the double arrow F29 is limited by the support 36 which, configured in U, defines a stop to the pivoting of the body 33 and therefore of the finger 30.
- a sound and/or light signal informs the user of the complete and secure coupling of the tool 2 on the attachment 7.
- Such light signals can be obtained by color markings of the parts or of parts of component parts of the coupling assembly.
- sensors attached to the various connection and coupling members are used and generate an audible and/or light signal at the place where the user is located, generally the cab of the public works machine.
- This movement consists in moving the locking member 38 in the direction of the double arrow F36 but in the opposite direction with respect to the movement having allowed the coupling between the members 12B and 14.
- the movement aims to move the hook 38 away from the member 12B.
- This movement brings the end 31 of the finger 30 into contact against the rounded part 25 of the safety member 19.
- the spring 42 maintains the horizontal position of the body 33 and therefore the finger 30, the body 33 remaining in abutment against the support 36.
- the release member 29 is pushed back in the direction of the member 13, as illustrated in figure 9 .
- the body 33 is pivotally mounted around the shaft 45 and the complementary shapes of the end 31 and the face 25, the movement of the finger 30, when continued beyond the simple contact between the face 25 and the end 31, is no longer horizontal, but tends to be slightly curvilinear and inclined upwards, according to the arrow F31 at the figure 9 .
- the translation movement of the hook 38 induces a thrust of the finger 30 on the face 25 and initiates a rotation of the locking member 19, therefore of the flap 21 around the axis of rotation A20, according to the double arrow F19.
- the rotation takes place according to the same counterclockwise direction as described above, during the introduction of the member 12A into its housing 15.
- This movement brings the flap 21 opposite the member 12A.
- the flap 21_ is in a generally completely disengaged position and therefore substantially coplanar with edge 22 and it no longer opposes the withdrawal of the member 12A, according to the double arrow F 31.
- the attachment 7 is translated by a translational movement in the opposite direction to that described in figures 3 to 5 , in order to uncouple the organs 12A and 13.
- the removal of the member 12A takes place with constant contact with the flap 21, in particular with the segment 212 of the flap 21.
- the tool 2 is completely freed from the secure connection device 7.
- the member 12A is removed, a sliding contact is made between the segment 213 of the flap 21 and the member 12A.
- the flap 21, and therefore the safety member 19 is rotated during the translation of the member 12A.
- the rotation of the safety member 19 therefore takes place counterclockwise as described previously and continues until the end 31 of the finger 30 passes above the member 19 and does not rest on the member. of safety 19 than at the level of the angle 46, in the same position as that illustrated in the figure 4 .
- a hard stop 190, or, as a variant, an adjustable screw introduced into part of the wall 22 of the attachment 7 limits the rotation of the safety member 19.
- FIG. 13 And 14 illustrate another embodiment of the invention.
- the elements common with the previous embodiment have the same references.
- the distinct elements of this embodiment repeat the references of the elements of the same function of the previous mode, multiplied by 10.
- a finger 300 which can have a circular, square, rectangular or oval cross-section, is inserted by one end into a body 330 fixed directly on the leg 38. In this way, only a translational movement of the finger 300, in the same direction as the movement of the paw 38, is possible.
- the length of finger 300 is such that, in the configuration illustrated in figure 13 in which the coupling between the members 12A, 12B, 13 and 14 is locked and secured, it occupies almost all the space available in the attachment 7.
- a spring, similar to the spring 39 is inserted in the body 330 provides a thrust constant on the finger 300.
- the finger 300 is provided with a notch 301.
- the notch 301 is globally with an inclined bottom, in the direction of the body 330, a substantially vertical wall defining the edge of the notch 301 closest to the body 330.
- _A pawl 302, pivotally mounted on the member 19 is in place in the notch 301.
- the pawl 302 has a shape and dimensions adapted to those of the notch 301, the latter defining a housing for receiving the pawl 302
- the pawl 302 is mounted on a return spring in position, not shown.
- a pivoting of the member 19 is initiated, by means of the pawl 302 engaged in the notch 301, under the push of the finger 300 which moves in translation.
- the pivoting of the member 19 brings the pawl in the vicinity of a pin 303 secured to one of the walls of the attachment 7.
- the pin 303 in the example is substantially circular in section. In all cases, the shape and position of the pin 303 are such that when there is contact between the pin 303 and the pawl 302, this induces the tilting of the latter, which releases it from the notch 301.
- End 304 defines a visual cue for the user, as shown in figure 14 , this once the tool 2 has been released from the clip 7.
- a signal makes it possible to check the state of the device, locked or not depending on whether or not the finger extends out of the clip 7.
- the pawl is fixed on the finger 300, a notch being provided on the member 19.
- the pin 303 is fixed on the member 19, inducing the tilting of the pawl out of the notch.
- it facilitates the maintenance of the device, by limiting the entry of dust and dirt into the fastener 7.
- the presence of a single translational movement of the release member allows the use of joint of sealing at the various openings, both in the body 330 and by the opening made in the face of the fastener 7 through which the end 304 of the finger 300 emerges.
- the risk of operating incident is also limited, the kinematics being simplified.
- the invention offers, unlike the state of the art, a ternary operation of the safety device, with automatic passage, without human intervention and by mechanical means, between three so-called remarkable positions: an active engaged position of the member 19 in which it blocks the exit of the member 12A from its housing, a disengaged position of the member 19 in which the exit of the member 12A from its housing is possible and an inactive engaged position called resetting of member 19 in which member 19 has no effect on member 12A, the latter being remote from member 19 which, in the engaged position, is ready to redo a connection cycle with member 12A.
- the slides 37 are mounted in the attachment 7 in a removable manner, facilitating the cleaning of the attachment and its maintenance.
- the resetting of the safety device 19, or more generally its position is signaled visually and/or audibly to the user.
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Description
- La présente invention concerne un ensemble de couplage sécurisé d'un outil sur un bras de travail d'un engin de travaux publics à fonctionnement amélioré.
- L'expression engin de travaux publics désigne tout engin, de type véhicule automoteur ou un engin immobile, positionné sur terre, sur un navire, sur un ponton ou sur un véhicule ferroviaire, équipé d'au moins un bras à l'extrémité duquel se trouve monté, de manière amovible, un outil de type pelle, godet, pince, burin, marteau, nacelle, crochet de levage, nacelle ou tout autre outil utilisé dans le cadre de travaux dits lourds de chantier, de génie civil, de transport, agricoles, de mines et carrières ou de manutention.
- Les bras d'un engin de travaux publics peuvent recevoir divers outils, tant par leur fonction que par leur taille afin de faire différents travaux. Ces outils peuvent être mobiles selon un ou plusieurs axes par rapport à l'extrémité du bras de l'engin. Le couplage d'un outil sur l'extrémité d'un bras de travail d'un engin de travaux publics s'effectue par un ensemble de couplage comportant plusieurs pièces et connu sous l'appellation d'ensemble d'attache rapide, plus aisément désigné par l'expression «attache rapide» qui sera préférentiellement utilisée par la suite.
- Une telle attache rapide permet de coupler, sans intervention humaine, l'outil au bras de travail, de manière sécurisée. De nombreux systèmes permettent également de désaccoupler l'outil du bras de travail de manière sécurisée. Les outils utilisés sur les engins de travaux publics comprennent deux arbres de connexion, parallèles, permettant le couplage avec l'attache rapide. Cette dernière est pourvue d'organes de couplage et de verrouillage des arbres de l'outil sur l'attache. On connait par
EP-B-1 318 242 une attache dont le déplacement en translation d'un vérin, commandé par l'utilisateur à partir de la cabine de conduite de l'engin de travaux publics, assure le verrouillage et le déverrouillage des deux organes de couplage de l'attache rapide.WO-A-2020 128 075 décrit un dispositif de verrouillage dans lequel un vérin actionne en translation des organes de couplage en forme de crochet et adaptés pour maintenir les arbres de l'outil. Un volet de blocage monté libre en rotation sécurise le maintien d'un organe de couplage sur un arbre. Le mouvement de déverrouillage du vérin s'accompagne de la compression d'un ressort, ce dernier entrainant une pièce venant en appui sur le volet. Ce dernier est entrainé en rotation dans une position où il ne s'oppose plus à la sortie de l'arbre de l'organe de maintien.EP-B-2 466 015 divulgue une solution où deux crochets forment les organes de couplage des arbres. Un crochet est relié directement par une liaison pivotante à la tige d'un vérin. L'autre crochet est relié par une liaison pivotante à la tige du vérin par un bras. Le déplacement de la tige du vérin induit successivement les mouvements des deux crochets.EP-A- 2 987 916 décrit un organe d'actionnement en forme de diapason qui coulisse et fait pivoter un organe de blocage d'un des arbres en position dans l'attache. Selon la position de l'organe en forme de diapason, on autorise ou non le dégagement des arbres de l'attache rapide. Le mouvement de translation de l'organe d'actionnement, dans un sens ou l'autre, est soumis à l'action d'un vérin. La solution commercialisée par la société DROMONE ENGINEERING comprend un volet de verrouillage d'un organe de couplage de l'attache rapide avec un arbre. L'organe de couplage est déplacé par l'action d'un vérin, le volet de verrouillage pivotant en position active par gravité. Cette manoeuvre nécessite un basculement de l'outil au bout du bras. Dans cette position, le verrouillage de l'autre arbre par un organe de couplage qui est déplacé par un vérin est également réalisé. Le déverrouillage des organes de couplage nécessite également un basculement de l'outil au bout du bras afin que le mouvement du vérin induise le déplacement d'une patte agissant sur le volet.WO-A-2018/056841 a pour objet une attache rapide de couplage d'un outil. Dans un premier exemple, l'attache comprend une mâchoire, configurée en U, fixe et une seconde mâchoire montée sur un coulisseau mobile sous l'action d'un vérin hydraulique. Un ressort pousse le coulisseau en position éloignée d'une des mâchoires. L'attache comprend un organe de verrouillage permettant de bloquer l'organe de connexion et configuré en forme de L et monté pivotant. Une branche de l'organe de verrouillage forme un élément d'actionnement. Un doigt définissant un élément de déverrouillage est monté sur le coulisseau. Il est déplacé lorsque le vérin est en mouvement de translation. Ici, le mouvement des organes de déverrouillage ainsi que le mouvement d'une des mâchoires est obtenu par des moyens hydrauliques. - De telles solutions nécessitent une action de l'utilisateur pour au moins le réarmement du dispositif, c'est-à-dire le retour du dispositif dans une position où il est prêt à assurer la mise en place et le couplage avec un outil. De plus, ces solutions sont d'une mise en oeuvre et d'une maintenance complexes.
- De telles solutions sont actuellement conformes aux normes en vigueur, en particulier, aux normes européennes EN474-1/A3, EN474-1 :2006+A5, ainsi qu'à la norme internationale ISO 13031 (2016) et à la directive machine:2006/42/CE. Ceci étant, si l'opérateur de l'engin de travaux publics effectue des mouvements avec le bras de l'engin, typiquement des mouvements de type balancier, sans avoir correctement effectué l'engagement de l'outil et/ou le verrouillage de l'attache rapide, le risque de balancement non maitrisé de l'outil autour d'un des arbres de connexion ou d'un décrochement de l'outil, et donc sa chute au sol, est présent. Ce risque est d'autant plus marqué que les cinématiques de couplage et de désaccouplage de certaines solutions induisent des mouvements de l'outil et/ou une position donnée de ce dernier lors de son couplage et/ou désaccouplage avec l'attache rapide.
- Actuellement, les autorités souhaitent augmenter le niveau de sécurisation concernant la connexion des outils avec une attache rapide ainsi que l'information fournie à l'utilisateur sur l'état de la connexion. En particulier, la question de la chute éventuelle de l'outil si le verrouillage de l'attache rapide avec l'outil n'est pas correct doit être résolue. Il existe donc un besoin pour un ensemble de couplage entre un outil et un bras d'un engin de travaux publics dont la mise en place est simple, sécurisée, d'une fabrication et d'une maintenance optimisées tout en offrant un niveau maximal de garantie contre toute chute éventuelle de l'outil si le couplage entre l'outil et l'attache rapide n'est pas correctement effectué.
- C'est à ce besoin que se propose de répondre l'invention en offrant un ensemble de couplage d'un outil sur un bras de travail d'un engin de travaux publics sécurisé, aisé à mettre en oeuvre et garantissant une sécurité accrue en évitant tout risque de décrochage de l'outil tant que le système de couplage n'est pas en position de déverrouillage, cela tout en limitant le nombre de pièces et en étant adaptable sur divers types d'attaches rapides et d'outils.
- A cet effet, l'invention a pour objet un ensemble de couplage d'un outil sur un bras de travail d'un engin de travaux publics, comprenant un dispositif de liaison sécurisée dit attache rapide, deux organes de connexion parallèles équipant l'outil, au moins un des organes de connexion étant un cylindre à base circulaire, deux organes de couplage avec les organes de connexion équipant le dispositif de liaison sécurisée, lesdits organes de couplage définissant des logements de réception des organes de connexion, un organe de sécurité monté libre en rotation entre une position dite désengagée dans laquelle il autorise le déplacement d'un premier organe de connexion équipant l'outil par rapport à un premier organe de couplage et une position dite engagée dans laquelle il sécurise la retenue du premier organe de connexion par le premier organe de couplage, au moins un organe de verrouillage mobile entre une position inactive dans laquelle la retenue par un second organe de couplage équipant le dispositif de liaison sécurisée du second organe de connexion n'est pas verrouillée et une position active dans laquelle il verrouille la retenue par le second organe de couplage du second organe de connexion, un organe de libération mobile en translation adapté pour autoriser une rotation de l'organe de sécurité de la position désengagée à la position engagée, l'organe de libération comprenant au moins une partie mobile en translation fixée sur l'organe de verrouillage, ladite partie mobile de l'organe de libération étant adaptée pour être en contact avec au moins une surface de forme adaptée solidaire de l'organe de sécurité et ledit organe de sécurité comprenant au moins une surface adaptée pour être en contact glissant avec au moins une surface de forme adaptée du premier organe de connexion, ledit contact glissant induisant une rotation de l'organe de sécurité lors du déplacement du premier organe de connexion hors de son logement de réception défini par le premier organe de couplage, caractérisé en ce que la rotation de l'organe de sécurité lors du déplacement du premier organe de connexion hors de son logement de réception défini par le premier organe de couplage s'effectue dans le sens trigonométrique, en direction d'un bord de la partie inférieure du dispositif de liaison, jusqu'à une position dans laquelle l'organe de libération autorise le retour de l'organe de sécurité en une position dite de réarmement dans laquelle l'organe de sécurité est distant du premier organe de connexion, sans aucun couplage entre l'outil et le dispositif de liaison, au moins une surface d'une partie de l'organe de sécurité étant dans une position dite engagée correspondant à une position où l'emprise de ladite surface dans le logement défini par le premier organe de couplage est maximale, ledit logement étant vide.
- Ainsi, grâce à l'invention on limite le nombre de pièces, donc le risque de dysfonctionnement tout en facilitant la maintenance et on assure une sécurité optimale, une chute accidentelle de l'outil lors du verrouillage n'étant plus possible.
- Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l'invention, un tel ensemble de couplage peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
L'organe de sécurité comprend un relief arrondi ou volet, dont le rayon de courbure est adapté au rayon du cylindre à base circulaire formant le premier organe de connexion, ledit relief comportant au moins trois segments de surface, plans et courbes, adaptés pour être successivement au moins en regard avec au moins une partie de la surface de l'organe de connexion. - Un segment du relief arrondi est en permanence au moins en regard avec une partie de la surface du premier organe de connexion lorsque ce dernier est dans son logement de réception défini par le premier organe de couplage.
- L'organe de sécurité est maintenu en position engagée par un organe de rappel.
- L'organe de libération comprend un corps principal recevant un doigt mobile en translation dans le corps.
- Un organe de rappel maintient en permanence le doigt hors du corps de l'organe de libération.
- Un organe de rappel en position du corps maintient ce dernier dans une position dans laquelle le doigt est au moins en regard permanent avec l'organe de sécurité.
- Le doigt comprend au moins une zone de contact avec l'organe de sécurité et située à une extrémité libre du doigt lorsque la retenue par le second organe de couplage du second organe de connexion n'est pas verrouillée.
- Le doigt comprend une encoche adaptée pour recevoir un cliquet mobile en rotation par rapport à l'organe de sécurité.
- Le cliquet est solidaire de l'organe de sécurité, un pion de mise en rotation du cliquet étant solidaire d'une paroi de l'attache rapide.
- L'extrémité du doigt s'étend au-delà de l'attache rapide lorsque l'organe de sécurité est en position désengagée, formant un signal visuel pour l'utilisateur.
- L'organe de verrouillage comprend une patte configurée en crochet mobile en translation dans des glissières.
- Les glissières sont montées de manière amovible dans l'attache rapide.
- L'invention concerne également un engin de travaux publics pourvu d'au moins un bras de travail équipé d'un ensemble de couplage d'un outil sur le bras de travail conforme à l'une quelconque des caractéristiques précédentes.
- L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaitront plus clairement à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels:
- [
Fig.1 ] est une vue latérale, partielle, d'un bras d'un engin de travaux publics équipé d'un outil relié au bras par un ensemble de couplage conforme à un mode de réalisation de l'invention, - [
Fig.2 ] est une vue latérale, à plus grande échelle, de l'outil et du dispositif de liaison sécurisée constitutifs de l'ensemble de couplage de lafigure 1 , seuls et en position désaccouplée, - [
Fig.2A ] est une vue à plus grande échelle du détail entouré en traits discontinus à lafigure 2 , - [
Fig.3 ] est une vue partielle des éléments de lafigure 2 , à plus grande échelle, en position rapprochée, le premier organe de couplage étant prêt à recevoir le premier organe de connexion de l'outil, - [
Fig.4 ] est une vue similaire à lafigure 3 , le premier organe de couplage étant en cours de réception du premier organe de connexion de l'outil, l'organe de sécurité étant dans une position autorisant l'engagement, - [
Fig.5 ] est une vue similaire à lafigure 4 , les premiers organes de connexion et de couplage étant engagés mutuellement, l'organe de sécurité étant en position de sécurisation de la retenue de l'organe de connexion dans le logement de réception défini par l'organe de couplage, - [
Fig.6 ] est une vue similaire à lafigure 5 , un second organe de connexion de l'outil et un second organe de couplage du dispositif de liaison sécurisé étant en cours d'accouplage, - [
Fig.7 ] est une vue, similaire à lafigure 6 , les deux organes de connexion de l'outil étant retenus de manière sécuritaire par les deux organes de couplage du dispositif de liaison sécurisée, les organes de verrouillage et de sécurité étant en position active, - [
Fig.8 ] est une vue similaire à lafigure 7 , illustrant le début du désaccouplage de l'outil et de l'attache rapide, l'organe de verrouillage étant en cours de passage à la position inactive, - [
Fig.9 ] est une vue similaire à lafigure 8 , l'organe de sécurité ayant pivoté, l'organe de libération étant en fin de course et l'organe de verrouillage étant en position inactive, les seconds organes de connexion et de couplage étant désaccouplés, - [
Fig.10 ] est une vue similaire à lafigure 9 , le désaccouplage des premiers organes de connexion et de couplage étant presque total, l'ensemble étant dans une configuration similaire à celle illustrée à lafigure 4 , - [
Fig.11 ] est une vue en perspective, partielle, à une autre échelle d'une partie du dispositif de liaison sécurisée ou attache rapide desfigures 1 à 10 illustrant les divers organes, - [
Fig.12 ] est une vue latérale à une plus grande échelle de l'organe de sécurité illustré auxfigures 1 à 10 seul et - [
Fig.13 ] et [Fig.14 ] sont des vues similaires respectivement auxfigures 7 et10 de l'invention selon un autre mode de réalisation. - La
figure 1 illustre un bras 1 d'un engin de travaux publics, ce dernier connu en soi n'étant pas illustré. Ici, il s'agit d'un engin de type pelle mécanique. On conçoit aisément qu'un tel engin de travaux publics peut être d'un autre type, par exemple, une excavatrice, une tractopelle, une drague, une épareuse, un engin de chargement ou plus généralement tout engin, automoteur ou non, terrestre, ferroviaire ou maritime équipé d'au moins un bras de travail équipé d'au moins un outil de travail. Ici, l'outil de travail 2 est un godet. En variante il peut s'agir d'un autre outil, par exemple une lame, un brise roche, un pilon, une nacelle, une tête de broyage/débroussaillage ou autre. L'extrémité libre 3 du bras 1 est équipée d'un levier articulé 4. L'extrémité 3 et une extrémité libre 5 du levier 4 sont pourvues chacune d'un arbre de rotation 6. Ici les arbres 6 sont identiques. En variante, ils sont différents. Ces arbres 6 assurent le maintien et autorisent un mouvement, selon la double flèche F, d'un dispositif de liaison sécurisée 7 de l'outil 2 sur le bras 1. Un tel dispositif est fréquemment désigné par l'expression « attache rapide » qui sera également utilisée par la suite. Pour assurer le maintien de l'attache rapide 7 sur les arbres de rotation 6, ces derniers sont insérés dans des orifices de forme complémentaire 8 ménagés sur une partie de l'attache rapide 7. Selon la configuration de l'extrémité 3 du bras 1, du levier 4, du nombre et/ou de la position des arbres de rotation 6, le mouvement de l'attache rapide 7, donc de facto de l'outil 2, est possible dans un ou plusieurs plans, sachant que l'attache rapide peut autoriser, selon sa configuration, la rotation de l'outil autour d'un axe vertical. Ainsi, pour autant que la configuration des organes de connexion de l'outil le permette, on peut orienter l'outil 2 pour travailler en direction de l'engin ou à l'opposé de l'engin. - La
figure 2 est une représentation à plus grand échelle de l'outil 2 et de l'attache rapide 7 de lafigure 1 , en position désaccouplée, c'est-à-dire avant que l'on monte l'outil 2 sur le bras 1 ou une fois que l'outil 2 est décroché du bras 1. Dans une telle position, il n'y a aucune liaison même partielle entre l'outil 2 et le bras 1. Le dispositif de liaison sécurisée ou attache rapide 7 est un ensemble de pièces, métalliques ou en un ou des matériau(x) résistant(s) aux chocs et aux contraintes environnementales. Comme cela ressort desfigures 1 à 14 , le dispositif 7 a globalement une forme de parallélépipède rectangle. Il comprend une partie 9 de fixation sur le bras 1. Cette partie 9 forme la partie supérieure de l'attache 7, en regardant lafigure 2 . Outre les orifices 8 de réception des arbres de rotation 6 elle comprend, dans le mode de réalisation illustré, un crochet de levage 10. Le crochet 10 permet, à l'aide d'une élingue, d'effectuer des opérations de levage. En variante, la partie 9 est dépourvue d'un crochet 10 ou similaire. On conçoit que le crochet de levage 10, lorsqu'il est présent, peut avoir une autre forme et/ou dimensions que celles illustrées à lafigure 2 . La liaison entre la partie 9 et le bras 1, même si elle est amovible, reste généralement en place, de manière pérenne, de sorte que le bras 1 est en permanence équipé du dispositif 7. Ainsi, aucune manoeuvre particulière lors du déplacement de l'engin de travaux publics n'est nécessaire, le bras 1 étant toujours prêt à recevoir un outil 2. Le dispositif 7 peut aussi équiper d'origine le bras 1 d'un engin de travaux publics ou bien équiper le bras 1 d'un engin de travaux publics en seconde monte, pour autant que les orifices 8 soient adaptés en nombres, dimensions et positions aux arbres de rotation 6 équipant le bras 1. Pour cela, selon un autre mode de réalisation non représenté, la partie 9 est amovible afin d'être changée aisément pour s'adapter à la configuration du bras 1. - La partie inférieure 11 du dispositif 7, en regardant la
figure 2 , est dédiée à la liaison, sécurisée et amovible, entre le dispositif 7, donc de facto le bras 1, et l'outil 2. Pour cela, l'outil 2 comprend au moins deux organes de connexion 12A et 12B parallèles. Dans l'exemple illustré aux différentes figures, il s'agit de deux arbres métalliques cylindriques à base circulaire de même diamètre et longueur. En variante, ils ne sont pas identiques, en dimensions et/ou en forme géométrique. Dans tous les cas, au moins un des organes de connexion est un arbre ou cylindre à base circulaire. Les organes de connexion ou arbres 12A et 12B sont situés sur une extrémité 200 de l'outil 2. Ils sont positionnés et dimensionnés pour assurer non seulement une liaison sécurisée de l'outil 2 sur le dispositif 7 mais également une manoeuvre aisée et efficace de l'outil 2. Les arbres ou organes de connexion 12A, 12B parallèles, sont orientés selon une direction D sensiblement orthogonale à un axe longitudinal du bras 1 lorsque l'outil 2 est monté sur le bras 1. Par convention, en référence à leur position illustrée à lafigure 1 , par rapport à l'extrémité libre 3 du bras 1 lorsque l'outil 2 est monté sur l'attache rapide 7, on désigne comme étant l'organe de connexion arrière, donc le plus éloigné du bras 1 à lafigure 1 , l'organe de connexion ou arbre 12B et comme étant l'organe de connexion avant l'organe de connexion ou arbre 12A. On conçoit que, lorsque l'outil 2 est orienté différemment par rapport au bras 1, typiquement lorsqu'il pivote de 180° dans un plan vertical, l'organe de connexion avant est l'organe 12B, l'organe arrière étant l'organe 12A, pour autant qu'ils soient identiques. - Le dispositif 7 est équipé d'au moins deux organes de couplage 13, 14 avec, respectivement, les organes de connexion 12A et 12B. Par analogie, on désignera comme organe de couplage avant, l'organe 13 et comme organe de couplage arrière, l'organe 14. L'organe de couplage avant 13, situé à gauche de la partie 11 en regardant la
figure 2 , est configuré en crochet dont l'ouverture 15, est orientée vers le côté 16 définissant un bord latéral du dispositif 7, en l'espèce le bord gauche en regardant lafigure 2 reliant les parties 9 et 11. En d'autres termes, l'ouverture 15 de l'organe de couplage 13 est située au plus près de l'extrémité 3 du bras 1. Elle est donc orientée en direction de la cabine de l'engin de travaux publics, non illustrée. L'ouverture 15 définit un logement de réception de l'organe de connexion 12A. - L'organe de couplage arrière 14 est configuré en U dont l'ouverture 17 est orientée vers le bord inférieur 18 du dispositif 7 en regardant la
figure 2 . L'ouverture 17 définit un logement de réception de l'organe de connexion 12B. - Comme cela ressort de la
figure 2A un organe de sécurité 19 est monté sur la partie 11, au niveau de l'ouverture 15 de l'organe de couplage 13. Il est représenté en perspective à lafigure 11 et, latéralement, seul et à grande échelle, à lafigure 12 . Comme cela ressort notamment desfigures 2A ,11 et12 , l'organe de sécurité 19 est monté pivotant dans un plan P autour d'un arbre de rotation 20, d'axe géométrique longitudinal A20. Le pivotement de l'organe 19 s'effectue dans un sens ou dans l'autre selon la double flèche F19. Le plan P est sensiblement perpendiculaire à un plan P1 reliant les arbres de rotation 6 et illustré à lafigure 2 . L'attache 7 est ici équipée d'un seul organe de sécurité 19 comme illustré à lafigure 11 . En variante, il y a plusieurs organes 19, selon les dimensions des organes de connexion 12A, 12B. - L'organe de sécurité 19 est une pièce de forme géométrique complexe, comme cela apparait à la
figure 11 . Il est de forme allongée, à section transversale complexe. Les dimensions, notamment la longueur, de l'organe de sécurité 19 sont adaptées aux dimensions de l'organe de connexion 12A. Comme cela ressort de lafigure 11 , les extrémités de l'arbre 20 s'étendent au-delà des extrémités de l'organe 19 et assurent la fixation de l'organe 19 dans les flancs de l'attache 7. Pour plus de lisibilité, les flancs de l'attache 7 ne sont pas représentés aux diverses figures. On conçoit aisément que la partie 9 de l'attache 7 forme une protection pour les organes actifs de la partie 11 de l'attache 7. Par la suite, on définira comme position engagée active de l'organe 19 une position dans laquelle il empêche la sortie de l'organe de connexion 12A hors de son logement 15. La position désengagée de l'organe 19 correspond à une position dans laquelle il ne s'oppose pas à la sortie de l'organe 12A hors de son logement 15. - L'organe de sécurité 19 comprend, en partie basse en regardant les
figures 11 et12 , une partie 21 en relief arrondi qui, par la suite sera désignée sous le terme de volet. Ce volet 21 a un rayon de courbure adapté au rayon du cylindre à base circulaire formant l'organe de connexion 12A. - La courbure du relief 21 est de forme complexe, comme représentée à la
figure 12 . Typiquement, le bord libre courbe 210 comprend plusieurs segments de surface, droits et courbes. Chaque segment assure une fonction donnée, en relation avec la position de l'organe 19. Un premier segment de surface 211, droit et globalement plan, situé à droite de lafigure 12 est adapté pour être en regard et si besoin assurer un appui contre une portion de l'organe de connexion 12A lorsque l'organe 12A est en place dans le logement 15 de l'organe de couplage 13, comme illustré à lafigure 7 , étant entendu que l'appui ne se produit que si l'on initie le déplacement de l'organe 12A hors du logement 15. Dans ce cas, le volet 21, et en particulier le segment 211, sécurise la liaison et empêche tout désaccouplement de l'organe 12A et de l'attache 7. Cette position correspond à une position dite engagée active de l'organe 19 et du volet 21 lorsque l'organe de connexion 12A est en place dans son logement 15. En configuration dite de travail dans laquelle il n'y a aucun déplacement de l'organe 12A en vue de sa sortie du logement 15, un jeu de quelques millimètres est ménagé entre le segment 211 et l'organe 12A. En d'autres termes, le volet 21 est en position engagée active, prêt à être en appui contre l'organe 12A présent dans son logement 15 mais sans appui contre l'organe 12A afin de ne pas générer des frictions entre l'organe 12A et l'organe 19. - A gauche du segment 211, le segment 212, également droit et sensiblement plan, est disposé angulairement. Le segment 212 est un segment de dégagement, permettant d'éviter tout contact bloquant entre le volet 21 et l'organe 12A lors des rotations respectives de ces deux éléments l'un par rapport à l'autre. Pour cela, la largeur du segment 212 est la plus faible de tous les segments constitutifs du bord 210.
- A gauche du segment 212, le segment 213 comprend une portion droite positionnée entre deux portions courbes. La forme du segment 213 permet, lors de la sortie de l'organe 12A, de mettre en rotation dans le sens trigonométrique l'organe 19 et donc de le mettre dans la position désengagée illustrée à la
figure 10 afin que le volet 21 ne s'oppose pas à la sortie de l'organe de connexion 12A due son logement 15. Le sens trigonométrique est indiqué en référence à lafigure 12 , à savoir une rotation de la droite vers la gauche en regardant lafigure 12 . Ainsi le sens trigonométrique est défini comme étant la rotation de l'organe de sécurité 19 en direction du bord latéral 16 de la partie 11 de l'attache 7. Dans cette position, l'organe de sécurité 19 pourra revenir automatiquement à une position dite de réarmement telle qu'illustrée auxfigures 2 ,2A ou 3 . - Il convient de noter que l'organe de sécurité 19 peut se trouver non seulement dans une position désengagée où l'organe de sécurité 19 ne peut s'opposer à un mouvement de sortie de l'organe 12A hors de son logement de réception 15 et dans une position engagée active_de blocage de la sortie de l'organe 12A de son logement 15 comme décrit précédemment mais également dans une autre position, dite de réarmement, une fois que l'organe 12A est complètement dégagé de son logement 15 et éloigné de l'organe 19. Dans cette position de réarmement l'organe de sécurité 19 est distant de l'organe 12A, le logement 15 étant vide et prêt à recevoir un organe 12A, l'organe de sécurité 19 étant lui prêt à passer à la position désengagée puis à la position engagée active lorsque l'organe 12A sera en place dans le logement 15, cela dans le cas d'une insertion de l'organe 12A dans son logement 15. Dans la position de réarmement illustrée aux
figures 2 ,2A et 3 , le volet 21, et donc l'organe 19, est dans une position similaire à celle illustrée auxfigures 5 à 8 , donc une position correspondant à la position dite engagée. L'organe 19 peut donc occuper, outre une position désengagée, une position engagée et active dans laquelle il bloque la sortie de l'organe 12A du logement 15 et une position engagée et inactive où le logement 15 est vide et prêt à recevoir un organe 12A. La mise en oeuvre des segments constitutifs du bord libre 210 du volet 21 s'effectue lors d'une translation de l'organe 12A, dans un ou l'autre sens, et induit, de par la configuration des segments 211 à 213, une rotation de l'organe 19. La rotation de l'organe 19, et donc du volet 21, s'effectue toujours dans le sens trigonométrique tel que défini précédemment, donc une rotation en direction du bord 16 de la partie 11 de l'attache 7. - Comme cela ressort des
figures 1 à 10 , les dimensions du volet 21 sont telles qu'il s'étend partiellement, en position engagée active et en position engagée inactive dite de réarmement, dans l'ouverture 15 définie entre l'organe de couplage 13, configuré en crochet formant une des mâchoires constitutives de l'organe 13, et un bord 22 de la partie 11 de l'attache 7 constitutive de l'autre mâchoire. Une partie, non référencée, du bord 22 est sensiblement parallèle à la partie rectiligne 130 du crochet 13 et définit ainsi avec ce denier un U. De la sorte, l'ouverture 15 en U forme un logement de réception de l'organe de connexion 12A de l'outil 2. En variante, le crochet 13 définit un logement de réception de l'organe de connexion 12B, par retournement de l'outil 2 et pour autant que les organes 12A et 12B soient identiques. En position dite de réarmement de l'organe de sécurité 19 illustrée auxfigures 2 et2A , donc en une position dans laquelle il n'y a aucun couplage entre l'outil 2 et l'attache rapide 7, le volet 21 est dans une position correspondant à la position engagée de l'organe de sécurité 19, où son emprise dans l'ouverture 15 est maximale, étant entendu que le logement de réception défini par l'ouverture 15 est vide. Une telle position du volet 21 correspond à une position engagée inactive dite de réarmement, identique à la position engagée du volet 21 lorsque l'organe 12A est en place dans son logement 15. Le rappel et le maintien de l'organe de sécurité 19, donc du volet 21, en cette position est réalisé par au moins un organe de rappel, ici des ressorts 23, de type hélicoïdal et visibles à lafigure 11 . En variante, le rappel en position est obtenu par un autre moyen, connu en soi, par exemple un ressort à lame, un ressort de traction, un ressort de compression, un vérin. Grâce à l'organe de rappel de l'organe de sécurité 19, le passage de celui-ci entre les diverses positions : engagée et active avec blocage de l'organe 12A dans son logement 15, désengagée sans blocage de l'organe 12A dans son logement 15, engagée et inactive dite de réarmement, donc en absence de l'organe 12A dans son logement 15, s'effectue sans intervention de l'utilisateur, uniquement par les divers mouvements de l'organe 12A par rapport à son logement 15 et d'un organe de libération, décrit par la suite. Un tel fonctionnement, uniquement mécanique, permet une sécurisation optimale de la liaison entre l'organe 12A et l'attache 7, quelle que soit l'état de cette liaison. - L'organe de sécurité 19 comprend, au-dessus du volet 21 en regardant les
figures 2A et12 , une face inclinée 24 en direction du crochet 13, et plane sur sa plus grande partie. L'extrémité 25 dite haute de la face 24, donc celle la plus éloignée du crochet 13, est courbe et orientée vers l'intérieur, donc en direction de la face 24. Ainsi, en section transversale, la face 24 est globalement en forme de crosse. L'extrémité 25 se prolonge par une face 26 plane et globalement orthogonale à un axe longitudinal A20 de l'arbre de rotation 20. Une face plane 27, globalement perpendiculaire à la face 26, relie cette dernière à la face 28 dite inférieure qui supporte le volet 21. - La partie 11 reçoit au moins un organe de libération 29. Ce dernier est positionné au-dessus des organes de couplage 13 et 14, au voisinage de l'organe de sécurité 19. L'organe de libération 29 comprend un doigt 30 configuré en cylindre plein à base cylindrique dont l'extrémité libre 31 est globalement de forme complémentaire à celle de l'extrémité courbe 25 de l'organe de sécurité 19. Avantageusement, l'extrémité du doigt 30 est configurée en cylindre à base circulaire dont l'axe longitudinal est perpendiculaire à l'axe longitudinal du doigt 30. En variante non illustrée, le doigt 30 est aplati, en forme de bielle.
- L'extrémité 32 du doigt 30, opposée à l'extrémité 31, est insérée, de manière amovible ou non, dans une partie formant le corps principal 33 de l'organe de libération 29. Le corps 33 est, dans l'exemple, configuré en un cylindre creux à base circulaire. En variante, il a une autre forme, par exemple un parallélépipède. Une extrémité 34 du corps 33 reçoit l'extrémité 32 du doigt 30. L'extrémité opposée 35, référencée à la
figure 11 , du corps 33 est reliée par une liaison pivot à un relief 36 formant un support de rotation au corps 33. La rotation de ce dernier s'effectue dans un plan parallèle au plan P de rotation de l'organe de sécurité 19. Le relief 36 est venu de matière avec une patte 38 en forme de crochet et montée coulissante dans au moins une glissière 37. La translation de la patte 38, et donc du support de rotation 36, s'effectue dans un plan orthogonal au plan P1. La translation de la patte 38 dans la glissière 37 est réalisée par un moyen de déplacement, typiquement par un vérin, hydraulique ou autre. En variante, la translation est manuelle. Dans tous les cas, le déplacement de la patte 38 n'est pas automatique mais nécessite une action de la part de l'utilisateur de l'ensemble de couplage, donc du conducteur de l'engin de travaux public. L'ouverture de la patte 38 en crochet est orientée vers l'ouverture 17 du premier organe de couplage 14. La patte 38 est dimensionnée et positionnée de sorte que, lors de son mouvement de translation dans la glissière 37, selon la double flèche F36, elle libère ou obture l'accès à l'ouverture 17. En d'autres termes, la patte ou crochet 38 permet de bloquer en position l'organe 12B dans le logement défini par l'ouverture 17 de l'organe de couplage 14. De facto, le crochet 38 autorise ou non l'accès, en entrée ou en sortie, par l'organe de connexion 12B au logement 17 défini dans_l'organe de couplage 14 selon la position du crochet 38. - Le doigt 30, formant une première partie de l'organe de libération 29, est mobile en translation dans le corps 33, selon la double flèche F30. Le doigt 30 est maintenu, en position inactive, en une position où il s'étend au maximum en dehors du corps 33 par un organe de rappel ou poussoir 39, comme illustré aux
figures 2 et2A notamment. L'organe de rappel 39 est, ici, un vérin mécanique à ressort. En variante, il s'agit d'un autre type d'organe de rappel connu en soi, par exemple un vérin pneumatique ou hydraulique. Dans tous les cas, l'organe de rappel 39 agit pour repousser en permanence le doigt 30 hors du corps 33, cela quelle que soit la position du doigt et quelles que soient les forces s'exerçant sur le doigt. - Le corps 33, constitutif d'une seconde partie de l'organe de libération 29, est muni d'un crochet 40 dont l'ouverture est dirigée vers le doigt 30. Ce crochet 40 est adapté pour recevoir, de manière amovible, une extrémité 41 d'un ressort hélicoïdal 42 dont l'autre extrémité 43 est reliée à un crochet 44 qui est fixé sur une face de la patte 38. Lorsque le ressort 42 est relié aux deux crochets 40 et 44, sa force de rappel induit un mouvement de pivotement de l'ensemble de l'organe de libération 29 orienté vers le bas selon la double flèche F29, cela par rotation de l'extrémité 35 du corps 33 autour de l'arbre de rotation 45 équipant le support de rotation 36. Dans un autre mode de réalisation, le ressort hélicoïdal 42 est remplacé par un autre organe de rappel, par exemple un ressort de pression à lame positionné au-dessus du corps 33 et exerçant une pression sur le corps 33 et induisant un mouvement de pivotement de l'ensemble de l'organe de libération 29 également orienté vers le bas. Dans tous les cas, par le ressort 42 ou par un autre organe de rappel, on maintient l'organe de libération 29 dans une position telle qu'il est toujours en contact ou en regard, au moins par une zone, notamment son extrémité libre 31, avec l'organe de sécurité 19, en particulier avec le volet 21, cela lors des divers mouvements de translation et de rotation des organes 19 et 29. Ainsi, l'organe de libération 29 est en regard de l'organe de sécurité 19 lorsque que ce dernier est en position engagée active et qu'il est prêt à assurer, par contact, le blocage de l'organe 12A dans le logement 15 lors d'une tentative de sortie de l'organe 12A hors du logement.
- Le fonctionnement du dispositif de liaison sécurisée ou attache rapide 7 est maintenant décrit en référence aux diverses
figures 1 à 14 . Le fonctionnement sera d'abord décrit lors de l'accrochage d'un outil 2 sur le dispositif 7, donc lors de la mise en place de l'outil 2 sur le bras 1 d'un engin de travaux publics, puis lors de la dépose de l'outil 2, par exemple lors d'un changement d'outil. - Dans tous les cas, lors de l'accrochage de l'outil, cela implique, obligatoirement, que l'outil soit immobile par rapport au bras 1, par exemple posé sur une surface quelconque, généralement sur le sol. Dans un mode de réalisation non illustré, il est possible de prévoir un dispositif de sécurité comportant des capteurs placés sur l'attache rapide 7 et/ou le bras 1 et/ou l'outil 2 informant, par un signal sonore et/ou visuel, que les organes 12A, 12B sont engagés dans les organes de connexion 13, 14 et que le couplage entre l'outil 2 et l'attache 7 est effectué et sécurisé.
- Les
figures 2 et2A illustrent une configuration dans laquelle l'outil 2 et l'attache rapide 7 sont complètement séparés, par exemple avant le montage ou après le démontage de l'outil 2 sur le bras 1 d'un engin de travaux publics, donc une configuration dans laquelle tous les éléments constitutifs de l'ensemble de couplage sont inactifs. Dans ce cas, les ouvertures ou logements 15 et 17 des organes de couplage 13 et 14 sont totalement dégagées et accessibles. L'organe de sécurité 19 est dans la position dans laquelle le volet 21 s'étend au maximum dans le logement 15, ce dernier étant vide. Cela correspond à une position engagée et inactive de l'organe de sécurité 19. La face 27 de l'organe de sécurité 19 est sensiblement verticale et la face 26 sensiblement horizontale. Le volet 21 est maintenu dans cette position par le rappel du ressort 23. Le doigt 30 de l'organe de libération 29 est en appui sur la face 26 de l'organe de sécurité 19. Dans cette configuration, l'extrémité libre 31 du doigt 30 est à son point mort haut ou en fin de course, au-dessus de l'organe de verrouillage 19. Dans cette position, le doigt 30 et le corps 33 de l'organe de libération 29 sont inclinés vers le haut en regardant lesfigures 2 et2A , par pivotement du corps 33 autour de l'arbre 45. La force de rappel du ressort 42 tend à ramener l'organe de libération 29 vers le bas, donc à le maintenir en appui sur la face 26. Dans ce cas, la zone de contact entre l'organe de sécurité 19 et le doigt 30 est formée, respectivement, par une portion de la face 26 et une portion de la surface externe du doigt 30, ce dernier étant ici cylindrique à base circulaire. L'organe de sécurité 19 est prêt à pivoter, l'organe de libération 29 ne s'opposant pas à un mouvement de l'organe de sécurité 19 lors de l'insertion de l'organe 12A dans son logement 15. Le pivotement de l'organe 19 s'effectuera alors selon le sens trigonométrique en regardant lesfigures 2 à 10 , donc en direction du bord 16 de la partie 11 de l'attache 7. Un tel sens de rotation correspond à une rotation de l'organe 19 en direction du bord inférieur 22 de la partie 7, tendant à amener le bord 27 de l'organe 19 parallèlement au bord 22. En d'autres termes l'extrémité 26 de l'organe 19 pivote en direction de l'ouverture 15. - Dans cette configuration, la patte 38 en crochet est à un point mort de fin de course, correspondant à un accès libre et maximal à l'ouverture 17 du premier organe de couplage 14. En d'autres termes, l'organe de verrouillage formé par la patte 38 est en position inactive. La patte 38 est maintenue dans cette position par le fait que le vérin, schématiquement représenté par la référence 370, qui actionne la patte 38 et donc l'organe de libération 29, est inactif, en position rentrée. La mise en marche et l'arrêt du vérin 370 sont sous la commande de l'utilisateur de l'ensemble de couplage, par exemple, du conducteur de l'engin de travaux publics à partir de la cabine de conduite ou par un utilisateur équipé d'un boitier de télécommande et distant de l'engin, par exemple lorsque ce dernier est automatisé et ne comporte pas de cabine de conduite.
- La
figure 3 illustre une phase initiale de positionnement de l'attache rapide 7 pour effectuer la liaison avec l'outil 2, celui-ci étant immobile sur une surface, les organes de connexion 12A, 12B étant accessibles, le bord 200 de l'outil 2 étant orienté vers le haut. En premier, il convient de présenter l'organe de couplage 13 en regard de l'organe de connexion 12A. Le passage de l'organe 12A dans l'ouverture 15 de l'organe de couplage 13, en direction du fond arrondi 131 de l'organe 13, selon la double flèche F13, induit un contact entre le volet 21, donc l'organe de sécurité, et la périphérie de l'organe 12A. Le contact s'effectue initialement par le segment 213 du volet 21 et l'organe 12A. Le relief arrondi 21 a un rayon de courbure du bord 210 adapté à celui du cylindre à base circulaire formant l'organe 12A, de sorte que le contact entre ces deux pièces est de type glissant. En d'autres termes, un tel type de contact autorise les mouvements des pièces l'une par rapport à l'autre. Ainsi, la translation de l'organe 12A en direction du fond 131 de l'organe de couplage 13 entraine en rotation l'organe de sécurité 19, par l'intermédiaire du pivotement du volet 21, les segments 213 ou 212 du bord 210 étant en contact avec l'organe 12A. L'organe de sécurité 19 pivote alors dans le sens trigonométrique tel que défini précédemment selon la double flèche F19. Ce pivotement amène le volet 21, et donc l'organe de sécurité 19, dans une position désengagée, illustrée à lafigure 4 , dans laquelle il est globalement aligné avec le bord 22. Dans cette position, le volet 21 ne déborde pas dans le logement 15 de l'organe 13. Dans le mode de réalisation illustré à lafigure 4 , le pivotement du volet 21 dans ce sens est limité par une butée 190. - Dans cette position désengagée du volet 21 donc de l'organe 19 induite par l'organe 12A lors de son insertion dans le logement 15 défini par l'organe de couplage 13, le passage de l'organe 12A est libre et non freiné. Outre l'effacement du volet 21, le pivotement de l'organe 19 amène la face 26 à un point mort bas. Dans cette position, le doigt 30 ne repose plus sur la face 26, comme illustré aux
figures 2 et3 , mais seulement sur un angle 46 défini par la jonction entre la face 26 et l'extrémité courbe 25 de la face inclinée 24. La surface de contact entre l'organe de sécurité 19 et l'organe de libération 29 est donc minimale. Le rappel exercé par le ressort 42 maintien constamment en appui le doigt 30 sur l'organe 19. Le doigt 30, et en particulier son extrémité libre 31, s'est donc abaissé et se retrouve au voisinage de la partie arrondie 25 de l'organe de sécurité 19. - Le déplacement de l'organe 12A en direction du fond arrondi 131 de l'organe 13, selon la double flèche F13, se poursuit jusqu'à ce que l'organe 12A soit en appui sur le fond 131 et sur la partie rectiligne 130 de l'organe 13. L'organe 13 entoure alors sur plus des deux tiers de sa circonférence l'organe 12A, comme illustré à la
figure 5 . Dans cette configuration de maintien de l'organe 12A dans l'organe 13, le volet 21 est revenu à une position similaire à sa position initiale qui est la position dite engagée inactive illustrée initialement à lafigure 2 , l'organe 12A n'étant pas présent à lafigure 2 . Ce retour en position se fait automatiquement, par pivotement dans l'autre sens de l'organe 19 selon la double flèche F19. Ceci est rendu possible par le fait que les segments 212 et 213 du volet 21 sont en contact glissant avec des surfaces périphériques de forme complémentaire de l'organe 12A, le volet 21 et l'organe 12A, ayant des rayons de courbure adaptés. Pour que la rotation du volet 21, donc de l'organe de sécurité 19, s'effectue de manière automatique en sens inverse de la rotation de l'organe 12A, le doigt 30 étant en appui sur l'organe 19, il est prévu que la force de rappel du ressort 23 soit supérieur à la force de rappel du ressort 42. - Dans la position illustrée à la
figure 5 , l'extrémité libre 31 du doigt 30 se trouve sensiblement à la même position que celle illustrée à lafigure 3 . Lafigure 5 représente donc le maintien de l'organe 12A dans l'organe 13 et la sécurisation de ce maintien par le volet 21. A ce stade, l'organe 12B n'est pas en position dans l'organe 14 mais il est en regard de l'ouverture ou logement 17 de l'organe 14. Pour introduire l'organe 12B dans l'organe 14, il convient d'abaisser l'attache 7 en direction de l'outil 2, selon la double flèche F7. Il est à noter que, à ce stade, le couplage entre les organes 12A et 13 est sécurisé, tout retrait accidentel de l'organe 12A hors du logement défini par l'organe 13 est impossible du fait de la position engagée de l'organe de sécurité 19, à savoir la position où le segment 211 du volet 21 est en regard de l'organe 12A et empêche toute sortie de l'organe 12A hors du logement 15. Cette configuration est réalisée mécaniquement, quelle que soit la position de l'outil 2 et de l'attache 7, sans intervention de l'utilisateur sur l'organe de sécurité 19. Dans un mode de réalisation, un signal visuel et/ou sonore, par exemple basé sur des capteurs sur l'organe 12A, et/ou le segment 211, et/ou l'organe 13 indique à l'utilisateur la sécurisation du couplage entre les organes 12A et 13. En d'autres termes, à ce stade, même en cas de balancement de l'outil, ce dernier reste accroché à l'attache 7, sans risque de chute. - On positionne ensuite l'attache 7 comme représentée à la
figure 6 . Il s'agit d'effectuer maintenant le couplage entre les deux autres organes 12B et 14, par pivotement de l'attache 7 autour de l'organe 12A selon la double flèche F7. En fin de mouvement, l'organe de connexion 12B est en appui sur le fond 140 de l'organe de couplage 14. Dans cette configuration, le couplage des organes 12B et 14 n'est pas sécurisé, l'organe 12B pouvant librement sortir de l'organe 14, par un mouvement de pivotement en sens inverse de celui décrit précédemment selon la double flèche F7. En d'autres termes, dans cette position le couplage entre l'outil 2 et l'attache 7 n'est pas entièrement réalisé, seule la liaison entre l'organe 12A et l'organe 13 étant sécurisée. Il est possible de prévoir, dans un autre mode de réalisation, un signal sonore et/ou lumineux indiquant à l'utilisateur que le couplage n'est pas encore total et sécurisé. Pour cela, on dispose, par exemple, des contacteurs sur les fonds 131, 140 des organes 13 et 14. - Pour sécuriser la liaison entre l'organe 12B et l'organe 14, il faut que la patte 38 en crochet se déplace en translation selon la double flèche F36 en direction de l'organe 14. Ce mouvement est effectué par coulissement dans la glissière 37. Le coulissement est, avantageusement, généré par le vérin 370 commandé par l'utilisateur, soit à partir de la cabine de conduite de l'engin de travaux publics soit par une télécommande. En variante, le déplacement du crochet ou patte 38 est réalisé par une action manuelle, donc avec intervention de l'utilisateur, à l'aide d'un dispositif de poussée ou de traction du crochet 38. Lorsque le crochet ou patte 38 qui définit un organe de verrouillage, est en appui contre l'organe 12B, donc en position active, il verrouille la retenue de l'organe de connexion 12B par l'organe de couplage 14. La forme en crochet de la patte 38 empêche tout retrait de l'organe 12B. Dans la position illustrée à la
figure 7 , l'organe de sécurité 19 est en position engagée active et sécurise la retenue de l'organe 12A. La sécurisation de la retenue de l'organe 12A par l'organe de sécurité 19 se fait avant le passage à la position active de l'organe de verrouillage 38 qui verrouille la retenue de l'organe 12B. Le verrouillage de la retenue des organes 12A et 12B se fait l'un après l'autre. L'outil 2 est ainsi couplé de manière sécuritaire avec l'attache rapide 7. - Dans cette configuration, l'organe de libération 29 a reculé selon la double flèche F36, jusqu'à une seconde fin de course de translation. Ce mouvement a amené par glissement du doigt 30 sur la face 26, le doigt 30 sensiblement en face de la partie arrondie 25 mais sans contact avec la partie 25 ou avec la face 24 de l'organe de sécurité 19. Ce mouvement est assuré par le rappel exercé par le ressort 42 sur le corps 33. Ce mouvement orienté vers le bas selon la double flèche F29 est limité par le support 36 qui, configuré en U, définit une butée au pivotement du corps 33 et donc du doigt 30. Dans cette configuration, il est possible d'utiliser l'outil 2 sans risque de décrochement accidentel de ce dernier. Dans un autre mode de réalisation, un signal sonore et/ou lumineux informe l'utilisateur du couplage complet et sécurisé de l'outil 2 sur l'attache 7. De tels signaux lumineux peuvent être obtenus par des marquages de couleur des pièces ou de parties de pièces constitutives de l'ensemble de couplage. En variante, des capteurs fixés sur les divers organes de connexion et de couplage sont utilisés et génèrent un signal sonore et/ou lumineux au niveau du lieu où se trouve l'utilisateur, généralement la cabine de l'engin de travaux publics.
- Pour décrocher l'outil 2 de l'attache 7, on initie le mouvement illustré à la
figure 8 . Pour cela, il convient de maintenir l'outil 2 quelques centimètres ou décimètres au-dessus d'une surface, afin de permettre le désengagement par gravité de l'organe 12B du logement défini par l'organe de couplage 14, cela par pivotement de l'outil 2 autour de l'organe de connexion 12A. Une fois l'organe de couplage 12B désengagé, l'outil est posé et immobilisé sur une surface pour la poursuite du désaccouplage de l'outil 2 et de l'attache 7. - Ce mouvement consiste à déplacer l'organe de verrouillage 38 selon la direction de la double flèche F36 mais en sens inverse par rapport au mouvement ayant permis le couplage entre les organes 12B et 14. En d'autres termes, ici, le mouvement vise à éloigner le crochet 38 de l'organe 12B. Ce mouvement amène l'extrémité 31 du doigt 30 au contact contre la partie arrondie 25 de l'organe de sécurité 19. Le ressort 42 maintient en position horizontale le corps 33 et donc le doigt 30, le corps 33 restant en butée contre le support 36.
- En poursuivant le mouvement du crochet 38 dans la glissière 37 jusqu'en bout de course du vérin 370 ou du moyen de translation manuel, on repousse l'organe de libération 29 en direction de l'organe 13, comme illustré à la
figure 9 . Du fait que le corps 33 est monté pivotant autour de l'arbre 45 et des formes complémentaires de l'extrémité 31 et de la face 25, le mouvement du doigt 30, lorsqu'on le poursuit au-delà du simple contact entre la face 25 et l'extrémité 31, n'est plus horizontal, mais a tendance à être légèrement curviligne et incliné vers le haut, selon la flèche F31 à lafigure 9 . De la sorte, le mouvement de translation du crochet 38 induit une poussée du doigt 30 sur la face 25 et initie une rotation de l'organe de verrouillage 19, donc du volet 21 autour de l'axe de rotation A20, selon la double flèche F19. La rotation s"effectue selon le même sens trigonométrique que décrit précédemment, lors de l'introduction de l'organe 12A dans son logement 15. Ce mouvement amène le volet 21 en regard avec l'organe 12A. Dans cette position, le volet 21_est en position globalement complètement désengagée donc sensiblement coplanaire au bord 22 et il ne s'oppose plus au retrait de l'organe 12A, selon la double flèche F31. Pour cela, on effectue une translation de l'attache 7, par un mouvement de translation en sens inverse de celui décrit auxfigures 3 à 5 , afin de désaccoupler les organes 12A et 13. Le retrait de l'organe 12A s'effectue avec un contact constant avec le volet 21, en particulier avec le segment 212 du volet 21. - En poursuivant le retrait de l'organe 12A hors de l'organe 13, comme représenté à la
figure 10 , on libère complètement l'outil 2 du dispositif de liaison sécurisée 7. Lors du retrait de l'organe 12A, on réalise un contact glissant entre le segment 213 du volet 21 et l'organe 12A. Lors de ce contact, du fait de la configuration du segment 213 et de son appui sur l'organe 12A, on entraine en rotation le volet 21, donc l'organe de sécurité 19, lors de la translation de l'organe 12A. La rotation de l'organe de sécurité 19 s'effectue donc en sens trigonométrique comme décrit précédemment et se poursuit jusqu'à ce que l'extrémité 31 du doigt 30 passe au-dessus de l'organe 19 et ne repose sur l'organe de sécurité 19 qu'au niveau de l'angle 46, dans la même position que celle illustrée à lafigure 4 . Une butée franche 190, ou, en variante, une vis réglable introduite dans une partie de la paroi 22 de l'attache 7 limite la rotation de l'organe de sécurité 19. - Ce mouvement de retrait de l'organe 12A permet donc à l'organe de sécurité 19 de repasser en position de réarmement, le volet 21 et les surfaces 211 à 213 étant alors en position engagée inactive, de sorte que l'organe 19 soit prêt à être mis en oeuvre pour une prochaine liaison entre un outil 2 et l'attache 7, cela sans aucune intervention humaine, de manière mécanique et automatique. En effet, lorsque l'organe 12A est entièrement dégagé de l'organe 13, rien ne s'oppose à la force de rappel du ressort 23 et l'organe de sécurité 19 retrouve sa position engagée inactive et le volet 21, donc les surfaces 211 à 213, la position engagée inactive, comme à la
figure 2A . Il est alors possible de réinitialiser une procédure de couplage d'un outil sur l'attache rapide. - Les
figures 13 et14 illustrent un autre mode de réalisation de l'invention. Les éléments communs avec le mode de réalisation précédent ont les mêmes références. Les éléments distincts de ce mode de réalisation reprennent les références des éléments de même fonction du mode précédent, multipliées par 10. Un doigt 300, qui peut être à section transversale circulaire, carrée, rectangulaire ou ovale, est inséré par une extrémité dans un corps 330 fixé directement sur la patte 38. De la sorte, seul un mouvement de translation du doigt 300, de même sens au mouvement de la patte 38, est possible. La longueur du doigt 300 est telle que, dans la configuration illustrée à lafigure 13 dans laquelle l'accouplement entre les organes 12A, 12B, 13 et 14 est verrouillé et sécurisé, il occupe quasiment tout l'espace disponible dans l'attache 7. Un ressort, similaire au ressort 39 est inséré dans le corps 330 assure une poussée constante sur le doigt 300. Le doigt 300 est pourvu d'une encoche 301. L'encoche 301 est globalement à fond incliné, en direction du corps 330, une paroi sensiblement verticale définissant le bord de l'encoche 301 le plus près du corps 330._Un cliquet 302, monté pivotant sur l'organe 19 est en place dans l'encoche 301. Le cliquet 302 a une forme et des dimensions adaptées à celles de l'encoche 301, cette dernière délimitant un logement de réception du cliquet 302. Le cliquet 302 est monté sur un ressort de rappel en position, non illustré. Lorsque l'on initie le désaccouplement, de manière similaire au premier mode de réalisation, un pivotement de l'organe 19 est initié, au moyen du cliquet 302 en prise dans l'encoche 301, sous la poussée du doigt 300 qui se déplace en translation. Ici, le pivotement de l'organe 19 amène le cliquet au voisinage d'un pion 303 solidaire d'une des parois de l'attache 7. Le pion 303 est dans l'exemple sensiblement à section circulaire. Dans tous les cas, la forme et la position du pion 303 sont telles que lorsqu'il y a contact entre le pion 303 et le cliquet 302, cela induit le basculement de ce dernier, ce qui le dégage de l'encoche 301. La translation du doigt 300 se poursuit et le mouvement de rotation de l'organe 19 se poursuit jusqu'à la position désengagée, illustrée à lafigure 14 , ce qui autorise la sortie de l'organe 12A du logement 15. La sortie de l'organe 12A provoque une rotation complémentaire de l'organe 19, ce qui entraine la poursuite du déplacement du cliquet 302 par le pion 303. Le cliquet 302 est alors dégagé de l'encoche 301, ce qui permet à l'organe 19 d'être libre en rotation et donc de revenir en position de réarmement, dans une position définie par une butée, non illustrée, l'organe 12A étant hors de son logement 15. Lors de ce mouvement, selon un mode de réalisation avantageux, l'extrémité libre 304 du doigt 300 s'étend au-delà de l'attache 7 par un orifice ménagé dans celle-ci. L'extrémité 304 définit un signal visuel pour l'utilisateur, comme illustré à lafigure 14 , cela une fois l'outil 2 dégagée de l'attache 7. Un tel signal permet de vérifier l'état du dispositif, verrouillé ou non selon que le doigt s'étend ou non hors de l'attache 7. Dans un autre mode de réalisation non illustré, le cliquet est fixé sur le doigt 300, une encoche étant ménagée sur l'organe 19. Dans ce cas, le pion 303 est fixé sur l'organe 19, induisant le basculement du cliquet hors de l'encoche. Dans le mode de réalisation desfigures 13 et14 , on facilite l'entretien du dispositif, en limitant les entrées de poussières et de salissures dans l'attache 7. En effet, la présence d'un seul mouvement de translation de l'organe de libération permet l'emploi de joint d'étanchéité au niveau des diverses ouvertures, tant dans le corps 330 que par l'ouverture ménagée dans la face de l'attache 7 par laquelle l'extrémité 304 du doigt 300 sort. De plus, on limite également le risque d'incident de fonctionnement, la cinématique étant simplifiée. - Grâce à l'invention, aucune intervention humaine n'est nécessaire pour que l'organe de sécurité revienne en position de réarmement. Ce réarmement est entièrement mécanique, de même que le blocage en position engagée de l'organe de sécurité 19 par les mouvements respectifs des organes de connexion et de couplage et en conservant une cinématique de mise en oeuvre de l'attache 7 similaire à celle de l'état de la technique. L'invention offre, à la différence de l'état de la technique, un fonctionnement ternaire de l'organe de sécurité, avec un passage automatique, sans intervention humaine et par des moyens mécaniques, entre trois postions dites remarquables : une position engagée active de l'organe 19 dans laquelle il bloque la sortie de l'organe 12A de son logement, une position désengagée de l'organe 19 dans laquelle la sortie de l'organe 12A hors de son logement est possible et une position engagée inactive dite de réarmement de l'organe 19 dans laquelle l'organe 19 n'a aucun effet sur l'organe 12A, ce dernier étant distant de l'organe 19 qui en position engagée, prêt à refaire un cycle de liaison avec l'organe 12A.
- Le passage entre ces trois positions est induit par les mouvements de l'organe 12A par rapport à son logement 15 et par le mouvement de l'organe de déverrouillage 29, lors de l'entrée ou de la sortie de l'organe 12A de son logement 15. Une telle cinématique est obtenue par une configuration géométrique particulière de l'organe de sécurité 19 et de l'organe de déverrouillage 29, des organes de rappel 42, 370 ainsi que par leurs positions respectives dans l'attache 7.
- De ce fait, aucune intervention humaine n'est nécessaire pour réarmer l'organe de sécurité, cela se faisant automatiquement par des moyens mécaniques, sans risque d'oubli ou d'erreur. En d'autres termes, ceci optimise la sécurité des opérations de montage et démontage d'un outil sur un bras d'un engin de travaux publics, en s'affranchissant des éventuels dysfonctionnements d'un système hydraulique ou électrique ou tout oubli ou fausse manoeuvre de la part de l'utilisateur. Par ailleurs, l'entretien d'un tel ensemble de couplage est optimisé, les éléments constitutifs étant aisés à démonter.
- Dans un mode de réalisation avantageux, les glissières 37 sont montées dans l'attache 7 de manière amovible, facilitant le nettoyage de l'attache et sa maintenance.
- Dans un mode de réalisation, le réarmement de l'organe de sécurité 19, ou plus généralement sa position, est signalé de manière visuelle et/ou sonore à l'utilisateur.
Claims (14)
- Ensemble de couplage d'un outil (2) sur un bras de travail (1) d'un engin de travaux publics, comprenant un dispositif de liaison sécurisée (7) dit attache rapide, deux organes de connexion (12A, 12B) parallèles équipant l'outil (2), au moins un des organes de connexion (12A, 12B) étant un cylindre à base circulaire, deux organes de couplage (13, 14) avec les organes de connexion (12A, 12B) équipant le dispositif de liaison sécurisée (7), lesdits organes de couplage (13, 14) définissant des logements de réception (15, 17) des organes de connexion (12A, 12B), un organe de sécurité (19) monté libre en rotation (F19) entre une position dite désengagée dans laquelle il autorise le déplacement d'un premier organe de connexion (12A) équipant l'outil (2) par rapport à un premier organe de couplage (13) et une position dite engagée dans laquelle il sécurise la retenue du premier organe de connexion (12A) par le premier organe de couplage (13), au moins un organe de verrouillage (36, 38) mobile (F36) entre une position inactive dans laquelle la retenue par un second organe de couplage (14) équipant le dispositif de liaison sécurisée (7) du second organe de connexion (12B) n'est pas verrouillée et une position active dans laquelle il verrouille la retenue par le second organe de couplage (14) du second organe de connexion (12B), un organe de libération (29) mobile en translation (F30) adapté pour autoriser une rotation (F19) de l'organe de sécurité (19) de la position désengagée à la position engagée, l'organe de libération (29) comprenant au moins une partie (30; 300) mobile en translation (F30) fixée (33) sur l'organe de verrouillage (36, 38), ladite partie mobile (30 ; 300) de l'organe de libération (29) étant adaptée (30, 301) pour être en contact avec au moins une surface (26, 46, 25, 24; 302) de forme adaptée solidaire de l'organe de sécurité (19) et ledit organe de sécurité (19) comprenant au moins une surface (21, 211, 212, 213) adaptée pour être en contact glissant avec au moins une surface de forme adaptée du premier organe de connexion (12A), ledit contact glissant induisant une rotation (F19) de l'organe de sécurité (19) lors du déplacement du premier organe de connexion (12A) hors de son logement de réception (15) défini par le premier organe de couplage (13), caractérisé en ce que la rotation (F19) de l'organe de sécurité (19) lors du déplacement du premier organe de connexion (12A) hors de son logement de réception (15) défini par le premier organe de couplage (13) s'effectue dans le sens trigonométrique, en direction d'un bord (22) de la partie inférieure (11) du dispositif de liaison (7), jusqu'à une position dans laquelle l'organe de libération (29) autorise le retour de l'organe de sécurité (19) en une position dite de réarmement dans laquelle l'organe de sécurité (19) est distant du premier organe de connexion (12A), sans aucun couplage entre l'outil (2) et le dispositif de liaison (7), au moins une surface (21, 211, 212, 213) d'une partie (21) de l'organe de sécurité (19) étant dans une position dite engagée correspondant à une position où l'emprise de ladite surface (21, 211, 212, 213) dans le logement (15) défini par le premier organe de couplage (13) est maximale, ledit logement (15) étant vide.
- Ensemble de couplage selon la revendication 1,
caractérisé en ce que l'organe de sécurité (19) comprend un relief arrondi ou volet (21), dont le rayon de courbure est adapté au rayon du cylindre à base circulaire formant le premier organe de connexion (12A), ledit relief (21) comportant au moins trois segments de surface (211, 212, 213), plans et courbes, adaptés pour être successivement au moins en regard avec au moins une partie de la surface de l'organe de connexion (12A). - Ensemble de couplage selon la revendication 2,
caractérisé en ce qu'un segment (211) du relief arrondi (21) est en permanence au moins en regard avec une partie de la surface du premier organe de connexion (12A) lorsque ce dernier est dans son logement de réception (15) défini par le premier organe de couplage (13). - Ensemble de couplage selon la revendication 1,
caractérisé en ce que l'organe de sécurité (19) est maintenu en position engagée par un organe de rappel (23). - Ensemble de couplage selon la revendication 1,
caractérisé en ce que l'organe de libération (29) comprend un corps principal (33; 330) recevant un doigt (30; 300) mobile en translation (F30) dans le corps (33; 330). - Ensemble de couplage selon la revendication 5,
caractérisé en ce qu'un organe de rappel (39) maintient en permanence le doigt (30; 300) hors du corps (33; 330) de l'organe de libération (29). - Ensemble de couplage selon la revendication 5,
caractérisé en ce qu'un organe de rappel (42) en position du corps (33) maintient ce dernier dans une position dans laquelle le doigt (30) est au moins en regard permanent avec l'organe de sécurité (19). - Ensemble de couplage selon la revendication 5,
caractérisé en ce que le doigt (30) comprend au moins une zone de contact avec l'organe de sécurité (19) et située à une extrémité libre (31) du doigt (30), lorsque la retenue par le second organe de couplage (14) du second organe de connexion (12B) n'est pas verrouillée. - Ensemble de couplage selon la revendication 5,
caractérisé en ce que le doigt (300) comprend une encoche (301) adaptée pour recevoir un cliquet (302) mobile en rotation par rapport à l'organe de sécurité (19). - Ensemble de couplage selon la revendication 9,
caractérisé en ce que le cliquet (302) est solidaire de l'organe de sécurité (19), un pion (303) de mise en rotation du cliquet (302) étant solidaire d'une paroi de l'attache rapide (7). - Ensemble de couplage selon la revendication 9,
caractérisé en ce que l'extrémité (304) du doigt (300) s'étend au-delà de l'attache rapide (7) lorsque l'organe de sécurité (19) est en position désengagée, formant un signal visuel pour l'utilisateur. - Ensemble de couplage selon la revendication 1,
caractérisé en ce que l'organe de verrouillage (36, 38) comprend une patte configurée en crochet (38) mobile en translation (F36) dans des glissières (37). - Ensemble de couplage selon la revendication 12,
caractérisé en ce que les glissières (37) sont montées de manière amovible dans l'attache rapide (7). - Engin de travaux publics pourvu d'au moins un bras de travail (1) équipé d'un ensemble de couplage (7) d'un outil (2) sur le bras de travail (1) conforme à l'une quelconque des revendications précédentes.
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