FR2575202A1 - Dent d'excavation - Google Patents

Abstract

CETTE DENT D'EXCAVATION 10 EST SPECIALEMENT APPROPRIEE AU CREUSEMENT DE TRANCHEES POUR LEQUEL LES DENTS RELATIVEMENT PETITES SONT UTILISEES. LA DENT COMPREND UN DOUBLE VERROUILLAGE UTILISANT DES MOYENS A FILETAGES HELICOIDAUX 19, 20 ET DES MOYENS D'ENCLENCHEMENT ELASTIQUE MIS EN OEUVRE A L'ISSUE D'UN ACCOUPLEMENT PAR ROTATION D'UNE DOUILLE 14 ET D'UN NEZ 18 PAR L'INTERMEDIAIRE DES MOYENS A FILETAGES.

Description

Cette invention se rapporte à une dent

d'excavation et, plus particulièrement, à la réali-

sation d'une dent d'excavation relativement petite, ce type de dent étant souvant appelé dent de creusement de tranchée. Une dent pour le creusement de tranchée pèse

généralement de 2,268 à 4,536 kg (5 à 10 livres).

Celles-ci sont installées sur des machines de creuse-

ment de tranchée et sur les godets de petits tracteurs

à pneus et chenilles.

Historiquement, celles-ci ont été fixées sans le dispositif de verrouillage à broche habituel reliant la pointe et l'adapteur. En effet, l'adapteur est usuellement équipé d'une dépression et les parois latérales de la pointe sont chauffées puis déformées

pour avoir un engagement de verrouillage avec l'évi-

dement de l'adapteur. Il n'est pas inhabituel qu'un

changement de pointe prenne quatre heures, en utili-

sant un chariot de soudage pour chauffer la pointe.

Normalement, le chariot de soudage sort de l'atelier pour aller jusqu'à la machine, puis chauffe les côtés des pointes existantes, ce après quoi l'opérateur et son aide peuvent les ôter. Après cela, les nouvelles pointes sont installées, et après que les côtés aient été chauffés, des bossages sont enfoncées dans les

évidements prévus dans le nez de l'adapteur.

Un effort pour alléger cette opération consommatrice de temps utilisant le chariot de soudage et montré dans le brevet USA 2 885 801 o les côtés de la pointe sont plus malléables que le reste de la

pointe, de manière à faciliter la formation de bras-

sages. Néanmoins, un vigoureux travail manuel était

nécessaire pour l'installation et le retrait.

Un autre effort consiste à couler les bos-

sages d'une seule pièce avec les parois latérales en

acier durci, c'est-à-dire en n'utilisant pas la carac-

téristique d'acier malléable du brevet USA 2 885 801.

Ceci était destiné à constituer une action de ver-

rouillage élastique. Cependant, ceci ne fonctionnait pas de manière satisfaisante dans la mesure o des forces axiales négatives tireraient la pointe hors de

son adapteur formant monture. Par la suite, la tech-

nique en est restée uniformément à l'expédient qui consiste à chauffer et à marteler les côtés de la

pointe dans les évidements de l'adapteur afin d'ob-

tenir un verrouillage assez sûr pour éviter les pous-

sées négatives imprévisibles. Par exemple,, un effort tendant à tirer la pointe hors de l'adapteur peut être rencontré à chaque fois que l'excavateur de tranchée se déplace vers l'arrière de manière à se positionner pour un creusement plus profond. Pendant ce mouvement vers l'arrière, la pointe peut s'accrocher sur un rocher, développant ainsi une poussée négative. La présente invention évite tous les inconvénients de la technique antérieure, particulièrement la déformation des côtés de la pointe, avec le dur travail physique qui l'accompagne, en vertu de l'utilisation d'une

action d'enclenchement élastique provoquée par la coo-

pération de languettes s'étendant lohgitudinalement sur la pointe ou l'adapteur avec des évidements prévus dans l'élément correspondant, à savoir respectivement l'adapteur ou la pointe, et en combinaison avec des moyens à filetages hélicoidaux reliant le nez et la

douille des deux éléments de dent. Plus particuliè-

rement, l'agencement du nez et de la douille est celui

montré et décrit dans le-brevet USA 4 335 532.

Des dents pesant de 3,629 à 9,072 kg (8 à 20 livres) sont utilisées sur des chargeurs à pneus ou chenilles de taille moyennes. Ceux-ci ont typiquement

des dispositifs de verrouillage usuellement de con-

ception en sandwich d'acier et de caoutchouc. La présente invention élimine la nécessité de coût et de stock des dispositifs de verrouillage séparés et éli- mine virtuellement "l'éclatement de l'articulation"

associée à l'installation et au démontage des dispo-

sitifs de verrouillage latéraux.

Par la combinaison des languettes élastiques qui s'enclenchent dans des évidements correspondants et des moyens à filetages hélicoidaux reliant le nez et la douille des éléments de dent, une pointe est maintenant disponible qui évite l'installation et le

démontage consommateurs de temps et laborieux. Main-

tenant, l'application de poussée négative n'est pas capable de tirer la pointe hors de l'adapteur, car pour faire cela, la force de démontage doit aussi

avoir une composante rotationnelle. Plus particu-

lièrement, les moyens d'enclenchement élastiques pré-

vus sur la pointe et l'adapteur sont disposés et

situés de manière à réaliser un engagement de ver-

rouillage à la terminaison du mouvement rotationnel de

la pointe par rapport au nez.

L'invention comprend aussi des moyens nou-

veaux pour fixer l'élément formant adapteur à la par-

tie, support de l'excavateur tel que la lèvre d'un go-

det, etc... Par l'utilisation unique d'évidements à soudure profilés dans les surfaces faisant en regard de l'adapteur, il est possible de retenir l'adapteur sur sa monture indépendamment du fait que la soudure soit défaillante ou pas, le contour unique réalisant un verrouillage en cisaillement avantageux qui empêche une perte prématurée de l'adapteur. La soudure bien entendu, à largement été utilisée depuis de nombreuses années pour la fixation d'adapteurs sur des lèvres de machines excavatrices et analogues, comme par exemple dans le brevet USA 4,238, 896. Cependant personne n'a apprécié les avantages de l'évidement profilé pour établir un verrouillage continu en dépit d'une rupture

de soudure.

D'autres objectifs et avantages de l'inven-

tion seront décrits en détails dans la description

suivante donnée à titre d'exemple, et faite en réfé-

rence aux dessins annexés, sur lesquels:

la figure 1 est une vue en perspective écla-

tée d'une forme de dent intégrant les enseignements de l'invention; la figure 2 est une vue similaire à la figure 1 mais vue d'en dessous;

la figure 3 est une vue des composants as-

semblés de la dent illustrée sur les figures 1 et 2; la figure 4 est une vue en coupe partielle à

échelle agrandie montrant le dispositif de verrouil-

lage à enclenchement élastique destinée à fixer la pointe et l'adapteur entre eux; les figures 5 et 6 sont des vues en-coupe prises respectivement suivant les lignes 5-5 et 6-6 de la figure 4;

la figure 7 est une vue latérale en éléva-

tion de l'élément formant pointe des figures précé-

dentes; la figure 8 est une vue en plan de dessous de l'élément formant pointe; la figure 9 est une vue latérale partielle en élévation à échelle agrandie d'un élément formant adapteur monté sur la lèvre de l'excavateur qui n'est illustré que partiellement; la figure 10 est une vue en plan de dessus de l'élément formant adapteur de la figure 9;

la figure 11 est une vue en coupe prise sui-

vant la ligne 11-11 de la figure 9; la figure 12 est une vue en perspective éclatée vue principalement du dessus d'une forme modi-

fiée de dent intégrant les enseignements de l'inven-

tion;

la figure 13 est une autre vue en perspec-

tive des éléments formant pointe et adapteur de la figure 12 et correspond essentiellement à la vue de la figure 2; la figure 14 est une vue en perspective des

éléments formant pointe et adapteur de la dent illus-

trée sur les figures 12 et 13;

la figure 15 est une vue latérale en éléva-

tion de l'ensemble de la figure 14 installé sur une lèvre de machine excavatrice; et la figure 16 est une vue en coupe prise

suivant la ligne 16-16 de la figure 15.

En se référant aux dessins et tout d'abord

aux figures 1 à 3, le numéro 10 désigne dans son en-

semble une dent telle qu'un excavateur de tranchée,

bien que l'invention puisse être utilisée à son avan-

tage pour une dent de plus grande taille. La dent com-

porte un adapteur 11 et une pointe 12.

La pointe 12 possède une partie 13 posi-

tionnée vers l'avant destinée à attaquer le sol et une

douille 14 orientée vers l'arrière (voir plus particu-

lièrement la figure 1).

L'adapteur est illustré comme étant du type à une branche et demie, ayant des parties formant tiges supérieure et inférieure 15 et 16 qui sont

destinées à flanquer les surfaces supérieure et inf-

rieure de la lèvre d'un godet destiné à attaquer le sol ou analogue. La partie avant 17 de la lèvre est

illustrée sur la figure 9.

A cette position avant, l'adapteur 11 est équipé d'un nez 18 formé et une seule pièce (voir plus -particulièrement la figure 1) constituant un élément de couplage. Le nez 18 est construit suivant les enseignements du brevet USA 4,335,532, par le fait

qu'il est équipé d'un certain nombre de moyens à file-

tages hélicoidaux.

Il est préférable d'avoir des filetages s'étendant à partir des surfaces de nez voisines (comme en 19 sur la figure 1). La douille 14 de la pointe 12 est l'élément de couplage associé et est profilée pour recevoir le nez 18, et, par conséquent, les moyens de filetages hélicoidaux sont des fentes 20

qui interrompent les surfaces de douille voisines.

Dans la forme de réalisation illustrée sur les figures 1 à 11 le nez 18 d'adapteur est de plus conformé pour délimiter des surfaces de stabilisation (comme en 21 par exemple sur la figure 1) voisines de

la position la plus avancée ou du sommet du nez 18.

Ceci est expliqué plus en détail dans le brevet mentionné ci-dessus et on devra se référer à ce brevet pour des détails supplémentaires non exposés ici. Généralement, cependant,-les filetages (ou fente) formant les côtés fusionnent l'un dans l'autre pour constituer une surface sensiblement plane en 21 au sommet de son extrémité distale. Ceci est efficace pour résister à la composante radiale d'une force appliquée (toute force appliquée en un point tel que F sur la figure 2 étant décomposable en des composantes perpendiculaires radiale et axiale, respectivement B

et T).

Les moyens à filetages hélicoidaux consti-

tuent une partie des moyens servant à verrouiller la pointe 12 sur l'adapteur 11t 1'autre partie consistant en des moyens d'enclenchement élastique désignés dans leur ensemble par 22 visibles sur la figure 4. Dans l'illustration, les moyens d'enclenchement élastique 22 comportent des languettes s'étendant vers l'arrière 23 sur la pointe 12 et des évidements de réception 24 prévus sur les côtés de l'adapteur 11 (voir aussi la

figure 2).

En fonctionnement, la pointe 12 est instal-

lée sur l'adapteur 11 par un mouvement le long de

l'are longitudinal de la dent (l'axe s'étendant paral-

lèlement à la composante axiale T). Au cours de l'en-

gagement initial de la douille 14 avec le nez 18, un mouvement de rotation est nécessaire pour la pointe

12, tel que l'imposent les moyens à filetages hélicoi-

daux 19 et 20.

Au fur et à mesure que la pointe 12 est déplacée vers l'arrière, et juste avant que la paroi arrière 25 (voir la figure 2) de la pointe 12 n'entre en contact avec l'épaulement avant 26 (voir figure 9) de l'adapteur 11, les languettes 23 s'enclenchent élastiquement dans les évidements 24 dans une action similaire à une détente. Plus particulièrement, les formes de languettes et des évidements sont disposées

pour faciliter cette action de coopération par enclen-

chement élastique à la terminaison du mouvement rela-

tif de rotation.

Par exemple, la figure 4 révèle que la par-

tie arrière de la languette 23 est agrandie en 27 de manière à venir en appui avec la paroi avant 28 de l'évidement, comme l'indiquent les flèches d'appui opposées dans les parties supérieures et inférieures à gauche de la figure 4. Dans l'illustration qui est donnée, les parties 27 ne sont pas seulement agrandies

mais elles s'étendent aussi latéralement vers l'inté-

rieur, à savoir vers l'axe de montage A et, par consé-

quent, chevauchent la partie voisine de la douille 14.

De façon similaire, les évidements 24 s'étendent vers l'intérieur au-delà des parties voi- sines du nez 18 (on peut comparer, par exemple, les figures 1 et 2 avec la figure 4). On appréciera, cependant, que dans certains cas le nez peut ne pas s'étendre aussi loin vers l'arrière que cela est

illustré en 28 sur la figure 9, auquel cas les évi-

dements 24 peuvent être positionnés dans la partie d'épaulement 29 de l'adapteur 11 et les parties agrandies 27 des languettes 23 ne chevauchent pas la douille 14. Dans tous les cas, les parties arrière des

languettes prennent l'action d'enclenchement élas-

tique, difficile à démonter. Ceci peut être amélioré

par des élargissements tel qu'illustrés ou par la for-

mation d'encoches en 23a aux extrémités éloignées ou distales des languettes d'une seule pièce disposées en

porte à faux, illustrées sur les figures 7 et 8. Indé-

pendamment du profil de la languette, il est fourni selon l'invention un type de fonctionnement "facile à

monter, de maintien solide" caractéristique d'un en-

clenchement élastique. Les figures 7 à 11, décrivent plus clairement les moyens à filetages hélicoidaux des moyens de verrouillage et mettent aussi en évidence la structure avantageuse par soudure qu'assure la

fixation de l'adapteur 11 sur la lèvre 17.

Comme cela a été mentionné précédemment par rapport à la figure 9, l'adapteur possède une tige consistant en des branches 15 et 16 supérieure et inférieure s'étendant vers l'arrière, qui flanquent et buttent contre les surfaces supérieure et inférieure , 31 de la lèvre 17. La branche supérieure 15 possède une surface inférieure 32 qui fait face à la surface 30 de la lèvre et la branche inférieure 16 possède une surface supérieure 33 qui fait face à la surface 31 de la lèvre. Ceci peut être rapidement apprécié d'après la figure 11.

Au voisinage de chaque côté s'étendant lon-

gitudinalement comme en 34 et 35, les branches supé-

rieure 15 et inférieure 16 sont à la jonction des pa-

rois se faisant face et des parois latérales 34, 35.

Cette disposition est particulièrement avantageuse pour empêcher des conséquences nuisibles du fait d'une défaillance de soudure. Si, par exemple, une soudure se fracture le long d'une ligne 38 à la partie gauche de la figure 9, à toute tentative de l'adapteur 11 à se déplacer vers l'avant, c'est-à-dire vers la droite sur la figure 9, se voit opposer l'accouplement du

type en cisaillement de la paroi arrière 40 de l'es-

pace associé 36' avec le reste de la soudure cisail-

lée 38'. On appréciera que la partie de coupe ou de creusement peut prendre diverses configurations en section transversale. La partie de coupe peut être un biseau droit tel qu'illustré ou ar'qué, à savoir en

forme de J en section transversale.

Ainsi que cela est illustré, des espaces de réception de soudure sont prévus à la fois sur les branches supérieures 15 et inférieure 16, de manière à

procurer des fragments de soudure en cas de défail-

lance en un certain nombre d'endroits afin de main-

tenir l'adapteur sur la lèvre jusqu'à ce que le jeu soit remarqué par l'opérateur et que la réparation soit effectuée. Dans- le passé, un défaut de soudure

avait pour conséquence un détachement presque immé-

diat de l'adapteur par rapport à la lèvre et, à moins que l'opérateur ne remarque cela, le passage suivant

de la pelle ou du godet pouvait sérieusement endo-

mager la lèvre. Lorsqu'un endommagement de la lèvre se produit, une réparation majeure doit avoir lieu, car la lèvre n'est pas normalement séparable de manière commode du reste de l'excavateur. - En se référant maintenant aux figures 12 à 16, une forme modifiée de l'invention est décrite. Les différences essentielles entre les vues des figures 1 à 11 et celles des figures 12 à 16 se situent dans la présence d'un nez 118 sur une pointe 112 alors que la

douille 114 est prévue dans l'adapteur 111.

De façon similaire, les languettes 123 et les évidements 124 sont en des positions inverses

(voir figure 13).

Cette inversion des éléments de couplage non

seulement réalise les mêmes avantages quant au ver-

rouillage séquentiel décrit en rapport avec la rota-

tion et l'enclenchement élastique des figures 1 à 11, mais apporte aussi un avantage supplémentaire en termes de plus grande force ou -de résistance aux

charges radiales.

Par exemple, la charge radiale dans la forme

de réalisation de figures 1 à 11 est efficacement con-

crète sur la pointe ou le sommet du nez 18, c'est-à-

dire sur les surfaces de stabilisation 21. Celles-ci sont séparées par une distance discrète d, comme on peut le voir sur la figure 7. Le nez 118 ayant les mêmes profil et forme étant prévue sur la pointe 112, les charges radiales (les forces significatives B auxquelles on doit résister en excavation car les forces axiales positives T agissent contre la partie la plus forte de l'excavateur) agissent maintenant sur une section beaucoup plus profonde D (voir la figure ) à son extrémité proximale. L'importance de cette

257520'2

I1 différence peut être apprécié de par le fait que la résistance à la charge varie exponentiellement en fonction de la profondeur ou de l'apaisseur à savoir R =bd2 Ceci signifie que pour une taille de nez -rv donnee, une résistance sensiblement plus grande est disponible. Ceci signifie aussi que pour une résistance de conception donnée (normalement désignée par "force de rupture") le nez 118 de la forme de réalisation de la figure 12 peut être beaucoup plus petite que le nez 18 de la figure 1 car l'extrémité proximale plus grande que l'extrémité distale plus petite résiste à la force. Ceci devient significatif lorsqu'on considère que de 5 à 10, et quelquefois 20 pointes sont remplacées avant qu'un adapteur donné ne soit usé jusqu'à-un point de remplacement. Jusque là, les hommes de l'art, connaissant ce fait, ont essayé de réduire la quantité de métal rejetée lorsque la pointe est usée. Par conséquent, presque sans exception depuis la deuxième guerre mondiale, les

dents du commerce ont eu des pointes à douille.

Maintenant, pour la première fois, la tendance se renverse. Ce n'est qu'après une expérience de terrain étendue, avec ce qui peut être considérée comme une

pointe ou dent "solide" que des avantages supplé-

mentaires peuvent être appréciés. Comment ceux-ci

peuvent-ils apparaître, n'est pas totalement pré-

visible en ce moment, mais il est attendu qu'ils se manifestent du fait d'un rapport résistance/poids plus

important dans cette forme de réalisation.

Claims (5)

REVENDICATIONS

1. Dent d'excavation (10) servant au creuse-

ment de tranchée ou équivalent comprenant une pièce formant adapteur (11, 111) et une pièce formant pointe

(12, 112), un nez (18, 118) prévu sur une pièce équi-

pée d'un certain nombre de moyens à filetages partiel- lement hélicoïdaux, espacés entre eux (19) et une dpuille se conformant au nez (14, 114) prévue sur l'autre pièce équipée de moyen à filetages hélicoïdaux complémentaires (20), ladite pièce formant pointe (12, 112) étant montée de manière par rotation sur ladite pièce formant adapteur (11, 111) par un mouvement le long d'un axe longitudinal (A), ladite pièce équipée d'une douille étant équipée d'une paire de languettes latérales (23, 123) s'étendant longitudinalement en direction opposée de ladite douille, caractérisée en ce que ladite pièce formant nez est équipée d'une paire d'évidements (24, 124) alignés avec lesdittes languettes (23, 123) lorsque ladite pièce formant

pointe est installée sur ladite pièce formant adap-

teur, chacune desdites languettes (23, 123) ayant une surface intérieure adaptée pour produire un engagement par enclenchement élastique avec lesdits évidements (24, 124) au cours du montage, lesdites languettes étant fléchies au fur et à mesure que ladite pièce formant adapteur est entrainée sur ledit adapteur de

telle sorte que lesdites surfaces intérieures s'en-

clenchent élastiquement dans lesdits évidements lorsque la pièce formant pointe est complètement

installée sur la pièce formant adapteur, les lan-

guettes, les évidements et les moyens à filetages hélicoïdaux étant les seuls moyens fixant la pièce

formant pointe à la pièce formant adapteur.

2. Dent suivant la revendication 1, cara-

térisée en ce que ladite pièce formant pointe (112)

est équipée avec ledit nez (18).

3. Dent suivant la revendication 1, carac-

térisée en ce que lesdites languettes (23, 123) sont élargies (27) à leurs extrémités distales afin de pro- duire ledit engagement par enclenchement élastique à peu près à la fin du mouvement relatif de rotation

entre lesdites pièces.

4. Dent suivant la revendication 1, carac-

térisée en ce que ladite pièce formant pointe (12) est

équipée de ladite douille (14).

5. Dent suivant la revendication 4, carac-

térisée en ce que lesdites languettes (23, 123) che-

vauchent chacune la douille (14, 114) au niveau de

leurs parties distales (27).