La présente invention concerne - pour une classe donnée d'engins de travaux - la fabrication du support d'articulation d'une attache rapide pivotante à l'extrémité du bras de l'engin. L'invention concerne plus particulièrement un procédé de fabrication d'un support d'articulation fixé au bras de l'engin, destiné à être relié à une attache rapide ce procédé permettant de faire varier facilement les paramètres clés du mouvement de débattement (cinématique). L'invention vise pour cela l'élaboration à partir d'une même pièce de base, appelée support générique, une large gamme de supports compatibles avec les engins porteurs du marché.

De façon connue, les engins de type pelle hydraulique comportent en bout de bras un parallélogramme déformable mu par un vérin qui permet la rotation de l'attache rapide laquelle maintient l'outil de travail de l'engin.

Il est connu par le brevet n° FR 2 657 596 délivré à Morin Frères un dispositif d'attache rapide d'un godet sur une pelle hydraulique. Un tel dispositif est fiable et performant mais doit prendre en compte la grande variété de dimensions et de cinématiques différentes des bras articulés des pelles hydrauliques.

Il est connu, par la demande de brevet FR 2 854 644 déposée par MORIN SAS, un dispositif d'attache rapide constitué de deux pièces distinctes, qui présente au-dessus d'une partie invariante, un support adapté à chaque machine en termes d'entraxes, de diamètres et de systèmes d'arrêt d'axes.

Ces brevets exigent la réalisation d'une pièce propre adaptée à chaque modèle de pelle hydraulique, ce qui impose des stocks de pièces importants et une grande variété de pièces dédiées à chaque machine, notamment les arrêts d'axes.

Le document WO 99/06317 divulgue un système support d'un-outil lié au bras porteur, dans lequel des orifices oblongs reçoivent des adaptateurs comportant des moyens de blocage en rotation et munis de trous positionnés de façon à fixer deux membres cylindriques à un écartement souhaité. Un tel système ne permet pas une large adaptation à différentes cinématiques car les orifices restent sensiblement parallèles au plan de pose et de boulonnage de l'outil.

Il est connu par le document JP 07 279193 un dispositif d'attache directe qui propose un support orientable avec limiteur de couple. Ce type de dispositif se distingue d'une attache rapide par le fait que ce sont des axes d'articulation de l'outil qui verrouillent directement la fixation de l'outil au bout du bras articulé. Au contraire des attaches rapides décrites dans les brevets FR 2 657 596 ou FR 2 854 644, qui se verrouillent et se déverrouillent à la manière d'un clipsage/déclipsage, un dispositif d'attache directe nécessite une opération de montage/démontage des axes. Par ailleurs, des bossages en surépaisseur prédéterminent la position des paliers de liaison en partie haute du dispositif et des bagues de réception d'axe de liaison à l'engin porteur sont insérées dans ces paliers.

La présente invention a pour objet de proposer un support d'articulation d'une conception différente permettant une production plus rapide et plus économique, et offrant une meilleure adaptabilité tout en prenant en compte les contraintes de la cinématique de rotation de l'attache rapide autour du bras de l'engin.

Pour adapter l'angle d'ouverture de l'outil, le dispositif objet de l'invention propose une position angulaire et en coordonnées adaptée à chaque engin de la classe de machine donnée.

A cet effet, il est proposé un dispositif de support d'articulation selon la revendication 4.

Ainsi, l'invention propose un dispositif support-d'articulation à partir du support générique objet de l'invention, comportant une partie inférieure invariable pour un système d'attache rapide donné et une partie supérieure spécialement adaptée à la cinématique de chaque engin par la position des orifices en angle et en coordonnées et la recoupe du bord supérieur des deux flasques, dont la forme est adaptée pour un débattement sans collision du dispositif autour du bras de l'engin.

Selon une autre particularité, les membres cylindriques présentent au moins une zone de réception du bras porteur de l'engin, l'étendue en largeur de cette zone de réception étant délimitée et rendue inférieure à l'écartement entre les flasques, par les paliers d'adaptation. Ces membres cylindriques sont immobilisés en translation et/ou en rotation par lesdits paliers d'adaptation et participent ainsi à la résistance mécanique des flasques et de l'ensemble du support.

Selon une autre particularité, la partie inférieure comporte au moins un pont transversal permettant de relier de façon rigide les flasques latéraux.

La présente invention a également pour objet de proposer un procédé de fabrication d'un support d'articulation permettant de simplifier, pour une classe de machines donnée, le flux de production des équipements destinés aux engins de T.P.

A cet effet, il est proposé un procédé de fabrication d'un dispositif support d'articulation selon la revendication 1.

Le procédé permet ainsi de fabriquer un support d'articulation à partir d'une pièce générique identique pour une classe de machine donnée, les axes et les moyens d'arrêts d'axes étant unifiés, la largeur et le débattement autour du bras étant réglés pour chaque engin uniquement par la taille et la position angulaire et en coordonnées des paliers d'adaptation, et par un nouveau bord usiné par enlèvement de matière dans la partie supérieure des flasques.

Selon une autre particularité, le procédé comporte une étape d'usinage dans la partie inférieure pour former des moyens propres à un système d'attache rapide.

Selon une autre particularité, l'étape de préparation ou d'usinage dans la partie inférieure est réalisée à partir de la pièce support générique non spécialisée. Il est aussi proposé un support générique selon la revendication 8.

L'invention, avec ses caractéristiques et avantages, ressortira plus clairement à la lecture de la description faite en référence aux dessins annexés dans lesquels :

• la figure 1 montre le dispositif conforme à l'invention relié au bras de l'engin et le débattement possible de l'ensemble attache rapide et outil en fonctionnement ;
• la figure 2 illustre trois stades successifs de fabrication selon l'invention conduisant à partir d'une pièce de base générique à un support d'articulation spécifique formant une attache rapide ;
• la figure 3 illustre en vue de profil et en coupe, l'art connu de plusieurs attaches rapides d'une même classe de machines, pour en montrer la diversité ;
• les figures 4A, 4B, 4C et 4D montrent respectivement des vues de profil et de face d'attaches rapides obtenues par le procédé selon l'invention, chacune des attaches ayant des positions d'orifices identiques à celles de la figure 3 et un nouveau bord supérieur adaptés à une cinématique spécifique de débattement ;
• la figure 5 montre une vue en coupe de la connexion au bras d'un support d'articulation conforme à l'invention et la répartition des efforts sur les deux flasques ;
• la figure 6 représente des logigrammes de déroulement des étapes de fabrication d'un support d'articulation selon deux modes de réalisation préférés de l'invention ;

L'invention va maintenant être décrite en référence aux figures 1 à 4.

De façon connue, les pelles hydrauliques ou engins analogues comportent en bout de bras (A) un parallélogramme déformable mu -par un vérin (B) qui permet la rotation de l'outil (E) au moyen du support d'articulation (D). La figure 1 illustre un exemple de débattement (35) permis pour un ensemble : attache rapide et outil. Le type de support d'articulation (D) envisagé dans l'invention comprend une partie support (21) supérieure ayant un premier moyen de fixation pour rendre le dispositif (D) mobile en rotation autour d'un premier axe (X1), et un second moyen de fixation agencé selon un second axe (X2) parallèle au premier axe (X1) pour recevoir au moins un organe (C) d'entraînement en rotation du dispositif (D). La partie supérieure (21) est solidaire d'une partie inférieure (22) destinée à raccorder un outil (E). On comprendra aisément que les positions relatives des axes X1 et X2 par rapport à l'outil (E) influent directement sur le débattement (35) et les angles caractéristiques (AF) et (AFL).

Dans le mode de réalisation de la figure 2, la partie inférieure (22) du dispositif d'articulation (D) comporte des moyens propres au système d'attache rapide décrit dans le brevet N° FR 2 657 596. Le support constitue alors un coupleur d'une attache rapide. L'objet de l'invention consiste d'une part à intégrer au support d'articulation (D), les membres cylindriques (24, 25) formant des axes géométriques (X1 et X2), et à en unifier les arrêts d'axes pour une classe de machine et d'autre part à créer une forme générique de fonderie ou de mécano soudure ré-usinée à la demande en fonction du modèle de l'engin porteur, la variation des produits restant confinée à :

• la forme des paliers (4, 5), définis pour ajuster le diamètre (D1, D2) et la cote largeur intérieure (L1, L2) pour la liaison au bras de l'engin porteur ;
• la position des paliers (4, 5) dans la forme générique, déterminée pour le respect des angles cinématiques et du débattement (AF, AFL, 35);
• la forme de liaison extérieure du flasque (11, 12) définie pour éviter toute collision lors du débattement du dispositif (D) autour du bras de l'engin.

Comme illustré sur la figure 3, il a été observé par les inventeurs sur les produits de l'art connu, que pour une gamme d'engins porteurs donnés, la dispersion des entraxes (101, 102, 103, 104), des largeurs entre les deux flasques (301, 302, 303, 304), et des systèmes d'arrêts d'axes (201 : rainure ; 204 : pions ; 202 : collerette ; 203 : pion taraudé) était très étendue.

Cette diversité constitue le point de variation le plus marqué en termes industriels dans la production d'un support d'articulation (D) Par ailleurs, la forme et l'écartement des flasques (401, 402, 403, 404) sont aujourd'hui adaptés à chaque modèle. Afin de permettre une production en série, l'invention propose un nouveau procédé de fabrication permettant d'adapter de la façon la plus simple le support d'articulation (D) aux dimensions du bras (A) de l'engin.

Les figures 4A à 4D reprennent respectivement les coupleurs de la figure 3, chacun des coupleurs des figures 4A à 4D étant un exemple particulier de dispositif suivant l'invention. Pour retrouver les caractéristiques cinématiques, on notera que la position de l'axe X1 varie en coordonnées (X1-1 ; Y1-1) à (X1-4 ; Y1-4) et en angle (respectivement alpha1, alpha2, alpha3, alpha4) pour chaque coupleur. Pour retrouver le bord supérieur imposé par la collision au bras porteur, les bords supérieurs (14-1 à 14-4) sont réusinés de manière spécifique. On notera que la nouvelle largeur intérieure des flasques (L0) est constante pour l'ensemble de la gamme.

Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le dispositif support d'articulation (D) représenté figure 2 est doté de paliers d'adaptation (4, 5) permettant de supporter et guider les membres cylindriques (24, 25) formant les premiers et seconds moyens de fixation à l'engin porteur. Chaque membre cylindrique (24, 25) possède un diamètre déterminé (D1, D2) et traverse les deux flasques latéraux (11, 12) opposés du dispositif support (D). Les membres cylindriques ont par exemple une même longueur prédéterminée (L) supérieure à l'écartement (L0) prévu constant entre les flasques (11, 12).

Le support d'articulation (D) selon l'invention -comprend avantageusement deux paires d'orifices (D31, D32) réparties sur les flasques latéraux (11, 12), de diamètre (D31, D32) supérieur au diamètre déterminé (D1, D2) des membres cylindriques (24, 25) qui leur sont associés. Ainsi, les paliers d'adaptation (4, 5) assurent la position des membres cylindriques (24, 25) dans les paires d'orifices (D31, D32). Le support (D) comporte également des moyens de fixation de chaque palier d'adaptation (4, 5) sur les flancs (11, 12) dans les orifices (D31, D32).

Comme illustré à la figure 5, les paliers d'adaptation (4, 5) comportent des moyens (44, 45) de blocage en translation et/ou en rotation des membres cylindriques (24, 25). Selon le mode de réalisation illustré de l'invention, le moyen (45) de blocage est une goupille élastique traversante immobilisant le membre (25) en rotation et en translation, le moyen (44) se limitant à une immobilisation en translation au moyen d'un anneau élastique monté dans une rainure pratiquée dans le membre cylindrique (25).

Chaque palier d'adaptation (4, 5) comporte une portion (3) en épaulement tournée vers l'intérieur permettant de délimiter, pour chaque axe (X1, X2), une longueur libre (L1, L2) du membre cylindrique (24, 25) correspondant à la largeur du bras de l'engin, et inférieure à l'écartement (L0) entre les flasques (11, 12). Autrement dit, la largeur intérieure (L1) nécessaire au montage du dispositif support d'articulation (D) sur le bras (A) articulé, est obtenue par la variation de l'épaisseur de l'épaulement (3) des paliers (4, 5). De même, la seconde largeur intérieure (L2) peut être différente de la première largeur intérieure (L1).

En référence aux figures 1 et 2, le bras (A) articulé porteur est monté libre en rotation sur un premier membre cylindrique (25) et l'organe (C) d'entraînement en rotation est monté libre en rotation sur le second membre cylindrique (24).

Si la plupart des axes des constructeurs comportent un arrêt d'axe unilatéral, les axes liés à la présente invention comportent des moyens de blocage (44, 45) associés ou intégrés aux paliers (4, 5). Un effort (F0) latéral transmis par le bras (A) sur le dispositif support d'articulation (D) sera repris par les forces (F1, F2) respectivement sur les flasques (11, 12). Dans le cas d'un arrêt d'axe unilatéral, l'effort latéral F0 serait complètement repris par un seul des flasques, le membre (24, 25) étant incapable de transmettre un effort axial. Ces moyens de blocage (44, 45) permettent de brider les flasques (11, 12) et participent ainsi à la résistance et à la rigidité de l'ensemble formé par les membres cylindriques, les flasques et le pont (24, 25, 11, 12, 13).

En référence aux figures 1 et 2, la partie support supérieure (21) comprend, au-dessus des paires d'orifices (D31, D32) un nouveau bord longitudinal (14, Fig. 2) des flasques (11, 12), adapté pour éviter toute collision avec le bras de l'engin au cours du débattement. Ces nouveaux bords sont avantageusement obtenus par ré-usinage d'une partie supérieure (20) du support d'articulation générique (61).

En référence à la figure 2 et 6, le procédé de fabrication comporte :

• une étape (E0) de fabrication d'un support générique (61) doté de deux flasques latéraux (11, 12) opposés ayant chacun une surface (S) suffisante pour permettre l'élaboration de supports d'articulation de dimensions variées en fonction des contraintes liées au bras articulé (A) du porteur ;
• une première étape (E1) de spécialisation incluant un ré-usinage dans une partie supérieure (20) du support générique (61) pour délimiter sur chaque flasque (11, 12) un nouveau bord supérieur (14) adapté pour permettre un débattement sans collision du dispositif support (D) autour du bras suivant l'axe (X1) ;
• une deuxième étape (E2) de spécialisation incluant le perçage de deux paires d'orifices (D31, D32) réparties sur les flasques latéraux (11, 12) en dessous des bords supérieurs (14) issus du ré-usinage pour former une pièce intermédiaire ;
• une troisième étape de spécialisation de la pièce obtenue, par l'usinage des moyens de liaison (100, 200) de la partie inférieure (22) ;
• une quatrième étape (E4) de spécialisation incluant le montage au travers des paires d'orifices (D31, D32) des paliers d'adaptation (4, 5) et de deux membres cylindriques (24, 25) ayant une même longueur prédéterminée (L), et des moyens de blocage (44, 45) en translation et/ou rotation des membres cylindriques.

Selon une autre particularité, le procédé comporte une étape d'usinage (E3) dans la partie inférieure (22) pour former des moyens (100, 200) propres à un système d'attache rapide.

Naturellement la chronologie des étapes de spécialisation peut être adaptée, les usinages et préparation (100, 200) de la partie inférieure (22) pouvant être par exemple formés directement sur la pièce-générique (61), en amont des étapes (E1) et/ou (E2). Une telle séquence d'étape permet de constituer une référence d'usinage « primaire » réutilisable alors pour les étapes ultérieures.

Un des avantages des dispositifs de support d'articulation (D) obtenus selon l'invention est l'adaptation à une grande variété de cinématiques. Chaque dispositif (D) est spécifiquement construit en fonction de la cinématique de l'outil, grâce notamment à la variation de la position des orifices (D31, D32).

Il doit être évident pour les personnes versées dans l'art, que la présente invention permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques dans les limites des revendications.