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ENSEMBLE DENT/PORTE-DENT DESTINÉ À DES TÊTES DE FRAISAGE Objet de l'invention
La présente invention concerne un ensemble constitué d'un porte-dent et de la dent qui s'y adapte, destiné à des têtes de fraisage.
Arrière-plan technologique
On utilise actuellement dans le domaine du génie civil des têtes de fraisage rotatives munies de dents métalliques fixées chacune sur un porte-dent lui-même soudé à la tête de fraisage.
A chaque type de tête de fraisage et à chaque configuration de manche pour les dents utilisé correspondent donc des porte-dent d'un type bien particulier.
Pour des conditions de travail difficiles, par exemple en sol abrasif, le taux de remplacement des éléments dents et porte-dent d'une tête de fraisage peut être extrêmement élevé. A titre d'exemple, il peut être nécessaire de remplacer la totalité de ces dents et porte-dent une dizaine de fois par an en moyenne.
Par conséquent, il faut donc disposer en permanence d'un choix de porte-dent adaptés aux différentes têtes de fraisage utilisées. D'autre part, le remplacement d'une dent sur un porte-dent, qui doit être effectué encore plus fréquemment, est une opération à la fois longue et coûteuse.
Les dents à adapter sur les porte-dent sont essentiellement de deux types : de type mâle ou de type femelle.
Les documents DE-Cl-35 38 156 et DE-Cl-37 20 855 décrivent des exemples de dents dites femelles qui s'adaptent sur le porte-dent présentant un manche qui est introduit dans la dent.
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Des exemples de dents mâles et de porte-dent destinés à les supporter sont décrites dans les documents DE-C1-37 31 459 et EP-B1 0 232 468.
En particulier, une version très répandue de porte-dent pour dent mâle, destiné à être soudé sur les têtes de fraisage est constituée par deux chanfreins de forte section (voir documents FR-B-2 086 437, DE-C1-37 35 459 et EP-B1-0 232 468) ; mais le positionnement et le soudage du porte-dent lors de sa mise en place sur la tête de fraisage, ainsi que son démontage sont généralement difficiles.
Dans tous les cas, les porte-dent sont constitués essentiellement d'une seule pièce, qu'ils soient destinés à porter des dents mâles ou femelles.
En outre la résistance en flexion et en torsion de ces ensembles dent/porte-dent connus s'avèrent généralement insuffisante.
Buts visés par l'invention
La présente invention vise à éviter les inconvénients des solutions de l'état de la technique. En particulier, elle vise à augmenter la résistance en flexion et en torsion de l'ensemble dent/porte-dent.
La présente invention a également pour but de fournir un porte-dent qui puisse être adapté au moindre coût à différents types de têtes de fraisage et à différentes configurations de manche.
Elle a encore pour but de fournir des ensembles dent/ porte-dent dont le remplacement suite à usure est facilité et qui, de préférence, devraient être remplacés moins souvent.
Enfin, la présente invention vise à obtenir une meilleure utilisation de la matière.
Principaux éléments caractéristiques de la présente invention
La présente invention concerne un ensemble constitué d'un porte-dent et de la dent qui s'y adapte pour tête de fraisage caractérisé en ce que le porte-dent est réalisé en au moins deux parties ; la partie arrière étant solidaire de la tête de fraisage et au moins une partie principale étant apte à porter la dent.
Selon un mode d'exécution préféré de l'invention, le porte-dent comporte une partie arrière et une seule partie
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principale qualifiée ci-après de partie principale universelle du fait qu'elle peut s'adapter à tout type de partie arrière du porte-dent, elle-même fonction du type de tête de fraisage.
Les moyens de solidarisation entre la partie principale universelle et la dent sont essentiellement constitués par des tenons s'engageant dans des cavités de forme correspondante dans la dent.
Les moyens de solidarisation entre la partie principale universelle et la partie arrière du porte-dent sont essentiellement constitués par un emboîtement en forme de tronc pyramidal de préférence à section carrée ou rectangulaire s'engageant dans une cavité de forme correspondante dans la partie arrière du porte-dent.
La dent s'adaptant sur la partie principale universelle du porte-dent est de préférence une dent mâle dont le manche s'emboîte dans la cavité centrale de forme correspondante de la partie principale universelle du porte-dent.
Cette dent présente une cavité dans laquelle s'emboîtent les tenons du porte-dent.
Brève description des figures
La présente invention sera décrite en détail à l'aide des figures annexées pour lesquelles : - la figure 1 représente une vue en coupe le long de l'axe longitudinal d'un ensemble dent/porte-dent selon la présente invention ; - la figure 2 est une vue en plan du même ensemble dent/porte-dent ; - les figures 3 et 4 représentent une dent en coupe et sur laquelle les forces de flexion ont été reprises selon l'art antérieur et selon la présente invention.
Description détaillée d'un mode d'exécution préféré de l'invention
Selon le mode d'exécution préféré de l'invention, représenté aux figures 1 et 2, le porte-dent comporte deux parties : une partie arrière (1) adaptable en fonction du type de la tête de fraisage et une partie principale universelle
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(2) apte à porter la dent (6).
La longueur de la partie principale universelle (2)
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est nettement plus importante que celle de la partie arrière (l).
Il convient de noter que cette pièce arrière (1) qui est de forme simple n'est pas fréquemment remplacée. Par contre la partie principale universelle (2) du porte-dent est soumise à une usure bien plus importante, en particulier due au contact imparfait entre la dent et le porte-dent qui produit une détérioration progressive des surfaces de contact ce qui rend donc nécessaire le remplacement fréquent de la partie principale universelle (2).
Selon un mode d'exécution préféré, la dent (6) qui s'emboîte sur la partie principale universelle (2) du portedent est une dent dite mâle présentant un manche (7) qui est introduit dans la cavité centrale (8) de la partie principale universelle (2).
Les moyens de solidarisation entre la partie principale universelle (2) et la dent sont constitués de préférence par des tenons (4) qui s'engagent dans des cavités (5) d'une forme correspondante dans la dent (6), et de manière accessoire par une encoche (9) présente sur le manche (7) de la dent (6) qui vient s'adapter sur une protubérance (10) présente dans la cavité centrale (8) de la partie principale universelle (6).
Cette extension du porte-dent vers l'avant sous forme de tenons a pour effet de réduire la réaction verticale à l'arrière du manche (7) de la dent (6) due aux efforts de flexion et, par conséquent, de réduire le moment de flexion maximale à la liaison entre le manche (7) et la partie pointue de la dent (11).
Cette extension vers l'avant (4) du porte-dent peut également transmettre un couple de torsion et contribue ainsi à augmenter la résistance en torsion de la liaison entre la dent et le porte-dent.
En ce qui concerne la liaison entre la partie principale universelle (2) et la partie arrière (4), le moyen de solidarisation est constitué d'un emboîtement (3) sous
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forme pyramidale, de préférence à section carrée ou rectangulaire, qui s'engage dans une cavité (3') de forme correspondante dans la partie arrière (1) du porte-dent.
Cet emboîtement assure un positionnement axial latéral et angulaire rapide de la partie principale universelle (2) dans la partie arrière (1) du porte-dent et contribue à réduire la section de soudure nécessaire à leur fixation.
En outre, afin de renforcer la liaison entre la partie arrière (l) et la partie principale universelle (2) du porte-dent, cette dernière présente néanmoins des chanfreins (12) offrant une section de soudure relativement faible entre les surfaces de contact des deux parties du porte-dent.
Cette forme particulière d'emboîtement permet de manière avantageuse un remplacement plus rapide de la partie principale universelle qui subit l'usure la plus importante.
En effet, d'une part le remplacement est facilité par l'emboîtement ayant la forme pyramidale décrite précédemment et d'autre part, la réduction de la section de soudure permet de retirer plus aisément la partie principale universelle (2) de la partie arrière (1).
La partie arrière (1) du porte-dent est de préférence réalisée selon les formes actuelles de l'état de l'art.
Elle se présente sous la forme d'un nez à souder avec ou sans renfort permettant de s'adapter aux têtes de fraisage existantes.
Ceci signifie, en particulier, que la partie arrière (1) présente deux chanfreins (13) de forte section de la même manière que sont réalisés les porte-dent en une pièce selon l'art antérieur.
Néanmoins, les inconvénients inhérents à cette disposition ne sont plus gênants dans le présent cas du fait que ces pièces arrières (1) ne sont pas fréquemment remplacées.
De manière avantageuse, la forme de la partie principale universelle (2) du porte-dent décrite ci-dessus est unique pour toutes les têtes de fraisage, seule la partie
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arrière (1) varie en fonction du type de fraisage auquel elle est destinée ; alors qu'auparavant il était nécessaire de prévoir un porte-dent complet pour chaque configuration de tête de fraisage, selon que celle-ci devait présenter un nez à souder sans ou avec un ou deux renforts.
De manière avantageuse, on observera également une meilleure utilisation de la matière du porte-dent selon la présente invention. En effet, les quantités de matière économisées varient en fonction du type de porte-dent et des conditions de travail rencontrées. A titre d'exemple, on peut citer les chiffres suivants :
Dans le cas d'un porte-dent d'une seule pièce, celui-ci pèse 9,6 kg.
Dans le cas d'un porte-dent en deux pièces selon l'invention, la partie arrière du porte-dent pèse 3,3 kg tandis que la partie principale universelle pèse 6,3 kg. Si l'on considère qu'un "cutter" comporte 48 dents et qu'en moyenne on doit effectuer 500 remplacements par cutter et par an de la partie principale universelle du porte-dent, la quantité de matière économisée peut être estimée à 1. 650 kg par an et par cutter, soit une économie d'environ 200.000 BEF par an et par cutter.
Ainsi qu'on l'a déjà précisé précédemment, l'ensemble dent/porte-dent présentera une résistance en flexion et en torsion améliorée par rapport à l'art antérieur du fait de l'extension vers l'avant de la liaison entre la dent et le porte-dent.
En particulier, on a comparé les efforts de flexion apparaissant sur une dent selon l'art antérieur (figure 3) et sur une dent selon la présente invention (figure 4).
Dans le premier cas, il apparaît que c'est la partie tronconique qui seule peut reprendre l'effort de flexion F tandis que dans le cas de l'ensemble dent/portedent selon la présente invention, l'effort de flexion est repris par les tenons et l'arrière de la partie tronconique.
Exemple
Pour une longueur totale de la dent de 290 mm, on obtient selon les exemples représentés respectivement aux
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figures 3 et 4 : L.) = 90 mm li = 200 mm Lg = 130 mm L4 = 160 mm
Pour la dent de l'art antérieur (fig. 3),
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Pour la dent selon la présente invention (fig-4) :
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Si l'on compare les efforts de flexion, on observe que FR2 : 0,554 FR1, c'est-à-dire que la résistance à la flexion pour une dent selon la présente invention est améliorée d'un facteur 2.