BE1008227A6 - Patin articule pour chenille applicable en particulier aux engins a chenilles de faible capacite. - Google Patents

Abstract

Patin articulé (2) comprenant un sabot (3), un manchon (4), des bras (5) et des oeillets articulés (6) qui sont coulés en une seule pièce, une pièce d'élastomère (20) étant directement appliquée par vulcanisation sur au moins une partie de la surface inférieure (28) de la pièce en forme de sabot (3).

Description

"Patin articulé pour chenille applicable en particulier aux engins à chenilles de faible capacité1'

La présente invention est relative à un patin articulé amélioré pour une chenille applicable en particulier à des engins à chenilles de faible capacité. Dans les engins à chenilles de faible capacité (habituellement connus sous la dénomination de mini-excavateurs) , l'énergie mécanique requise pour leur progression est transmise au sol par des chenilles qui en fonction des exigences peuvent être totalement en métal ou totalement en caoutchouc ou faites de métal pourvu d'un sabot de caoutchouc vulcanisé et définies pour la circonstance comme étant "recouvertes de caoutchouc".

La chenille totalement en caoutchouc est conçue pour permettre à l'engin ou la machine de s'appuyer sur le sol avec un effet similaire à celui qu'un pneumatique usuel exercerait et qui pour la commodité peut être défini comme étant "du type mou", en empêchant par conséquent les effets destructeurs que la chenille métallique très conventionnelle peut avoir sur le sol. Toutefois, les chenilles totalement en caoutchouc ont une durée d'existence plus courte que les chenilles totalement métalliques, en particulier si elles sont utilisées dans des situations dans lesquelles une traction et une manoeuvrabilité considérables sont requises. L'expérience a également montré que renforcer le noyau métallique conduit à un raidissement de la structure d'une chenille totalement en caoutchouc avec comme conséquence une difficulté de l'articuler autour de la commande et des roues de tension, conduisant ainsi à une détérioration prématurée. Pour éviter les incon vénients des chenilles totalement en caoutchouc mais sans introduire ceux des chenilles totalement en métal, on a conçu des chenilles recouvertes de caoutchouc, c'est-à-dire des chenilles dans lesquelles les patins articulés métalliques sont pourvus d'un sabot de caoutchouc vulcanisé. Ces chenilles sont par conséquent utilisables lorsqu'une traction et une manoeuvrabilité importantes sont nécessaires en même temps qu'un comportement "mou" sur le sol.

Les patins articulés de ces chenilles sont formés d'un nombre d'éléments relativement grand, ce nombre augmentant de plus si le sabot de caoutchouc est fixé mécaniquement à la partie métallique. Le nombre d'éléments relativement grand signifie que les chenilles de ce type sont malheureusement relativement coûteuses, leur coût tendant encore à augmenter lorsque leurs dimensions de patin articulé nominales diminuent, en grevant ainsi en particulier les mini-excavateurs, ceux-ci étant précisément les machines qui pour la plupart utilisent ces chenilles recouvertes de caoutchouc.

Le but de la présente invention est d'éviter les inconvénients susmentionnés en réalisant la construction de chenilles recouvertes de caoutchouc aussi économiques que possible, en favorisant ainsi leur application avantageuse sur les machines à chenilles en général et sur les mini-excavateurs en particulier.

Ce but est atteint par un patin articulé de chenille amélioré suivant la première revendication.

Le patin articulé lorsqu'il est relié à d'autres patins articulés identiques forme une chenille qui offre tous les avantages des chenilles recouvertes de caoutchouc tout en étant d'une forme et d'une structure solidaires. Le nombre réduit de ces éléments signifie qu'il peut être produit à des coûts relativement bas en particulier lorsque ses dimensions nominales correspondent aux petites dimensions caractéristiques des chaînes des mini-excavateurs.

L'invention est illustrée à titre d'exemple non limitatif par les figures des dessins annexés.

La figure 1 est une vue en plan du patin articulé de l'invention vu de dessous.

La figure 2 est une coupe suivant les lignes II-II de la figure 1.

La figure 3 est une vue explosée d'une partie de chenille formée des patins de l'invention.

La figure 4 montre un assemblage de mécanisme de roulement pourvu de la chenille de la figure 3.

Si l'on se réfère aux figures susmentionnées, le patin articulé de l'invention, représenté d'une manière générale en 2, comprend une pièce en forme de sabot 3, une pièce formant manchon 4, deux pièces formant bras 5, deux pièces à oeillets articulés 6, une broche 7 et une pièce d'élastomère 20. Lorsque reliés ensemble par les broches 7, les patins articulés forment une chaîne 1 installable sur un assemblage de mécanisme de roulement 29. Dans ce cas, les patins articulés 2 sont engagés par des roues de support ou des galets de guidage de chaîne 14 et passent autour d'une roue folle 15 et d'une roue de commande 11.

La pièce en forme de sabot 3 est formée de deux barres transversales 8 reliées ensemble par un organe 9. Au moins une fente 10 est formée dans l'organe 9 le long de son axe central. De par la fente 10, formée dans chaque pièce en forme de sabot 3, la chaîne 1 est autonettoyante du fait que la roue de commande 11 peut expulser les débris qui pénètrent entre les patins articulés 2, en limitant ainsi l'effet de ''tassement". A cet égard, il est connu que sous certaines conditions de travail comme sur du sol argileux, de la paille mélangée à de la terre humide, etc., la chenille a tendance à s'encrasser. Sous ces conditions, l'articulation est entravée et une tension excédentaire est créée dans la chenille que toutefois la fente 10 peut éliminer en permettant un déchargement amélioré de la matière obstruant la chenille. La fente 10 est d'une forme telle qu'elle possède un axe principal. Cette caractéristique permet la fixation du patin articulé 2 dans une position prédéterminée sur des machines-outils ou sur des machines automatiques pour assembler la chaîne 1 relative. Cet axe coïncide avantageusement avec l'axe 21 de symétrie du patin ou de progression normale du patin lorsque en fonctionnement. La pièce en forme de manchon 4, les deux pièces en forme de bras 5 et les deux pièces à oeillets articulées 6 sont coulées en une seule pièce, en évitant ainsi une production séparée coûteuse des éléments et de leur assemblage. A cet égard, les pièces en forme de bras 5 ont leurs premières extrémités coulées en une seule pièce avec les deux extrémités opposées de la pièce en forme de manchon 4 et leurs secondes extrémités définissant chacune une pièce à oeillets articulée 6 respective. La longueur axiale de la pièce en forme de manchon 4 est légèrement inférieure à la distance entre les surfaces intérieures opposées des pièces à oeillets articulées 6, pour permettre aux patins articulés adjacents 2 de la chaîne d'être reliés ensemble. Le diamètre intérieur de la pièce en forme de manchon 4 et celui de la pièce à oeillets articulée 6 sont tels que lorsqu'ils sont ajustés avec la broche 7, la broche se bloque axiale-ment, tout en permettant en même temps aux patins articulés adjacents de pivoter mutuellement. Les bras 5 comprennent des surfaces de glissement 13, parallèles et opposées à la pièce en forme de sabot 3, sur lesquelles s'appuient les cylindres de glissement 14 de la chaîne. Les surfaces glissantes 14 ont une forme régulière et continue et par ailleurs engageant les cylindres 14, elles permettent de supporter la machine en plus de guider la chaîne 1. La pièce d'élastomère 20 est appliquée par vulcanisation directement sur au moins une partie de la surface inférieure 28 de la pièce en forme de sabot 3. Elle forme par conséquent un sabot d'une matière molle permettant un contact mou avec le sol sur lequel le patin articulé et, par conséquent, la chaîne relative s'appuie. La pièce 20 est symétrique autour de l'axe 21. Elle est formée essentiellement de deux premières demi-pièces qui sont identiques et, par conséquent, représentées par la même référence numérique 22, et de deux secondes demi-pièces identiques représentées par la même référence numérique 23. Les premières demi-pièces 22 ont une épaisseur inférieure à celle des secondes demi-pièces 23 mais suffisante pour recouvrir les barres transversales 8. Chaque première demi-pièce 22 est séparée de sa seconde demi-pièce 23 adjacente suivant un profil arqué 26 qui est concave par rapport à la première pièce 22. Les secondes demi-pièces 23 sont agencées sur des faces opposées de la fente 10 et reliées ensemble par une mince couche 24. Les premières demi-pièces 22 et secondes demi-pièces 23 ont toutes deux des bords biseautés 2 7 et ne recouvrent pas la surface inférieure de la partie d'extrémité arrière 25 de la pièce en forme de sabot 3 qui, lorsque la chaîne est assemblée, sert à recouvrir le patin articulé qui la précède dans la direction d'avancement normal de la chaîne. La structure décrite ci-dessus de la pièce d'élastomère 20 est celle qui sur la base d'essais s'est révélée couramment offrir le meilleur compromis entre la capacité d'accrochage au sol (que le sol soit dur, déformable ou boueux), la stabilité et la faible vibration en marche et la résistance à l'usure. L'élastomère utilisé pour former la pièce 20 est choisi de manière à optimaliser la relation entre le coût et la durée d'utilisation de la pièce 20. La matière habituellement utilisée est un mélange de caoutchouc naturel et de caoutchouc synthétique, la teneur de ce dernier étant au maximal de 15 %. Après vulcanisation, ce mélange peut atteindre un effort maximal de traction minimum de 220 daN/cm2, une dureté d'environ 70 Shores, un allongement minimal de 460 %, une résistance au déchirement minimale suivant la norme ASTM D624 de 150 daN/cm2, une résistance au frottement suivant la norme DIN 535161 de 90 unités maximum et une densité de 1,15 kg/dm3.

La surface inférieure 28 de la pièce en forme de sabot 3 à laquelle la pièce d'élastomère 20 adhère a une rugosité réalisée par un décapage au sable. Cette rugosité s'est révélée excellente pour fixer la pièce d'élastomère 20 par vulcanisation. Pour obtenir encore une meilleure adhérence de la pièce d'élastomère 20 à la surface inférieure 28 de la pièce 3, cette dernière est traitée par un désoxydant, et entre celle-ci et la pièce 2 0 sont intercalées dans l'ordre mentionné une couche de polymère thermoplastique avec un point de ramollissement de 150 °C et une couche de caoutchouc naturel d'une épaisseur entre 0,5 et 1,0 mm vulcanisable à environ 160°C pendant environ 30 minutes. Du fait de leur petite épaisseur, ces couches ne sont pas visibles sur les figures.

La chaîne 1 est assemblée en reliant chaque pièce de manchon 4 d’un patin articulé 2 à des pièces à oeillets articulées 6 du patin articulé 2 adjacent au moyen de broches 7. La chaîne l une fois formée, les surfaces cylindriques extérieures des pièces en forme de manchon 4 constituent le parcours de roulement pour les dents de la roue de commande 11, de telle sorte qu'au cours du mouvement l'engagement réalisé se fait suivant un profil involvant circulaire, qui facilite le mouvement translationnel de la machine et permet à celle-ci de se déplacer même à haute vitesse avec très peu d'usure.

Les barres transversales 8 renforcent la pièce d'organe métallique 9 du patin articulé avec une augmentation de poids minimale. Les dimensions du patin articulé en particulier de la surface du patin articulé qui doit entrer en contact avec le sol peuvent varier en fonction des nécessités, dans ce sens qu'elles sont plus grandes si la pression spécifique sur le sol doit être limitée, et plus petites si la manoeuvrabilité doit être facilitée et l'usure de la roue de commande et des cylindres de support 14 doit être réduite. Les patins articulés 2 peuvent être coulés dans une fonte spéciale qui à son point de fusion a une coulabilité élevée de manière à obtenir une précision dimensionnelle élevée et à réduire ou même éliminer tout usinage ultérieur. A cet égard, il est préférable d'utiliser une fonte de la composition chimique suivante : C : 3,5 minimum ; Si : 2,50 ; Mn : 0,31 ; S : 0,014 ; P : 0,029 ; Ni : 0,5 ; Mg : 0,04 ; Mo : 0,20. Au moyen d'un processus de trempe spécialement conçu, la combinaison correcte peut être obtenue entre de la bainite et de l'austénite résiduelle, pour atteindre les caractéristiques mécaniques correspondant au même ordre de grandeur qu'un acier de construction durci par revenu et superficiellement. Les caractéristiques mécaniques obtenues sont les suivantes : R : 1150 N/mm2 ; Hrc : 40 ; allongement : 10%. Les caractéristiques mécaniques obtenues représentent un compromis satisfaisant entre la dureté et la ténacité, avec une résistance à l'usure et à la fatigue optimale.

Claims (13)

1. Patin articulé (2) pour une chenille (1) applicable en particulier à des machines à chenilles de petite capacité, caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison une pièce métallique entièrement formée par coulée et une pièce d'élastomère (20) appliquée à la pièce métallique susmentionnée, dans lequel la pièce métallique entièrement formée par coulée comprend une pièce en forme de sabot (3), une pièce formant manchon (4) et une paire de pièces formant bras (5) comportant des premières extrémités solidaires de la pièce en manchon (4) et des secondes extrémités définissant chacune une pièce à oeillets articulée (6), les pièces à oeillets articulées (6) ayant leurs surfaces intérieures opposées espacées d'une distance légèrement supérieure à la longueur axiale de la pièce en manchon (4) pour permettre aux patins articulés (2) d'être reliés ensemble de façon articulée par une broche d'articulation (7) respective traversant la pièce en manchon (4) d'un patin articulé (2) et les pièces à oeillets articulées (6) du patin articulé (2) adjacent, les pièces en forme de bras (5) définissant des surfaces de glissement (13) parallèles et opposées à la pièce en forme de sabot (3) , la pièce en manchon (4) définissant une surface extérieure cylindrique sur laquelle les dents de la roue de commande (11) agissent suivant un profil involvant, la pièce d'élastomère étant appliquée directement par vulcanisation sur au moins une partie de la surface inférieure (28) de la pièce en forme de sabot (3).

2. Sabot articulé pour chenille suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce d'élastomère (20) est symétrique autour d'un axe (21) coïncidant avec l'axe d'avancement de la chenille, ladite pièce (20) étant formée sensiblement de deux premières demi-pièces (22) identiques et deux secondes demi-pièces (23) identiques, les premières demi-pièces (22) ayant une épaisseur inférieure à celle des secondes demi-pièces (23) mais suffisante pour recouvrir des barres transversales (8) dépassant de la surface inférieure de la pièce en forme de sabot (3).

3. Patin articulé pour chenille suivant la revendication 2, caractérisé en ce que chaque première demi-pièce (22) est séparée de sa seconde demi-pièce (23) adjacente suivant un profil arqué (26) qui est concave par rapport à la première pièce (22).

4. Patin articulé pour chenille suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les secondes demi-pièces (23) sont positionnées sur des faces opposées de la fente (10) et reliées ensemble par une mince couche (24).

5. Patin articulé pour chenille suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les premières demi-pièces (22) et les secondes demi-pièces (23) ont toutes deux des bords biseautés (27) et ne recouvrent pas la surface inférieure de la partie d'extrémité arrière (25) de la pièce en forme de sabot (3) qui, lorsque la chenille 1 est assemblée, sert à recouvrir le patin articulé (2) qui la précède dans la direction d'avancement normal de la chenille.

6. Patin articulé pour chenille suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la surface inférieure (28) de la pièce en forme de sabot (3) à laquelle la pièce d'élastomère (20) adhère, a une rugosité produite par un décapage au sable.

7. Patin articulé pour chenille suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'entre la pièce d'élastomère (20) et la surface inférieure de la pièce (3) sont intercalées dans l'ordre cité une couche de polymère thermoplastique avec un point de ramollissement de 150°C et une couche de caoutchouc naturel entre 0,5 et 1,0 mm d'épaisseur vulcanisable à environ 160°C pendant environ 30 minutes.

8. Patin articulé pour chenille suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la matière de la pièce d'élastomère (20) est un mélange de caoutchouc naturel et de caoutchouc synthétique, la teneur de ce dernier étant au maximum de 15 %.

9. Patin articulé pour chenille suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'après vulcanisation la pièce d'élastomère (20) peut atteindre un effort maximal de traction minimum de 220 daN/cm2, une dureté d'environ 70 Shores, un allongement minimal de 460 %, une résistance au déchirement minimale suivant la norme ASTM D624 de 150 daN/cm2, une résistance au frottement suivant la norme DIN 535161 de 90 unités maximum et une densité de 1,15 kg/dm3.

10. Patin articulé pour chenille suivant l'une quelconque des revendications l à 9, caractérisé en ce qu'il comprend une fente (10) positionnée sur ou à proximité de son axe central.

11. Patin articulé pour chenille suivant la revendication 10, caractérisé en ce que la fente (10) comporte un grand axe, celui-ci coïncidant avec l'axe (21) de symétrie ou d'avancement normal du patin articulé lorsque en fonctionnement.

12. Patin articulé pour chenille suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce métallique est faite d'une fonte ayant la composition chimique suivante : C : 3,5 minimum ; Si : 2,50 ; Mn : 0,31 ; S : 0,014 ; P : 0,029 ; Ni : 0,5 ; Mg : 0,04 ; Mo : 0,20, avec les caractéristiques mécaniques suivantes : R : 1150 N/mm2 ; Hrc : 40 ; allongement : 10 %.

13. Patin articulé pour chenille suivant l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'il est relié à d'autres patins articulés similaires pour former une chenille (1).