Dent amovible pour excavateur.
La présente invention se rapporte à une dent d'excavateur et elle concerne plus particulièrement une dent d'excavateur munie d'un nouveau mode d'assemblage entre la pointe et l'adaptateur. L'invention se rapporte donc
à une dent en deux parties. Aux environs du début du siècle, les ouvriers du terrassement ont reconnu l'utilité de réaliser des pointes interchangeables montées sur une queue de dent ou adaptateur de manière à pouvoir renouveler la partie de travail sans qu'il soit nécessaire de prévoir un temps d'arrêt coûteux.
Au cours des années, on a développé un grand nombre de procédés pour monter la pointe sur l'adaptateur bien que, en majeure partie, ces procédés aient consisté à prévoir une cavité en forme de coin dans la région arrière de la pointe pour recevoir un nez de configuration correspondante prévu sur l'adaptateur. Presque dès le début des dents en deux parties, on a remarqué qu'il était possible de visser le nez de l'adaptateur dans une cavité filetée de la pointe. Toutefois, en dépit de la force de serrage manifestement plus grande des assemblages vissés, ce mode d'assemblage n'est pas entré en usage commercial au cours des trois derniers quarts du siècle. En fait, la seule description d'un assemblage vissé pour une pointe et un adaptateur se trouve dans le brevet US 2 145 663.
Au cours des quarante dernières années, personne n'a trouvé avantageux d'utiliser un assemblage vissé.
On peut supposer que l'une des raisons de ceci consiste dans le fait que les filets de l'assemblage ne contribuent pas en réalité à la fixation, le principal moyen de fixation décrit dans le brevet US 2 145 663 étant une goupille de blocage qui traverse les habituels trous alignés percés à travers les parois de la pointe et à travers le nez de l'adaptateur. Un blocage de ce genre était essentiel pour résister à une force de dévissage. De cette façon, en dépit du fait que les filets hélicoïdaux étaient
à eux seuls capables de résister de façon appropriée à
une force de serrage, ces filets étaient inefficaces lors-qu'on appliquait une force de dévissage. Ces filets étaient donc en pratique superflus.
Il est évident que les forces que subissent les dents des excavateurs varient largement en direction, position du point d'application et intensité. Etant donné que les conséquences de la perte de l'assemblage entre pointe et adaptateur sont hors de proportion avec le coût de cet assemblage (temps d'arrêt d'an matériel coûteux et coût de la réparation dans les conditions difficiles du chantier),-on a tenté de créer des blocages et des accouplements appropriés pour résister à des forces exceptionnelles et qui ne se manifestaient que rarement. C'est ainsi qu'une dent qui était vulnérable à une force d'une sorte, alors qu'elle était capable d'opposer une grande résistance à des forces de sens opposé, était manifestement inacceptable, sauf si l'on prévoyait un verrouillage solide, et la technique n'était pas plus avancée que précédemment.
Suivant l'invention, on apporte un perfectionnement important à la technique des dents d'excavateur par la combinaison d'un accouplement à filetage hélicoïdal et d'un blocage extérieur à cet accouplement. Un avantage immédiat qui résulte de cet arrangement consiste dans le fait que le nez de l'adaptateur peut être massif, c'est-àdire qu'on élimine le trou de goupille qui était habituel jusqu'à présent. C'est dans la région du trou de goupille que les ruptures de nez se produisaient dans la plupart des cas, de sorte que les ouvriers devaient renforcer l'épaisseur de cette partie du nez. Normalement, le trou de goupille est placé à proximité de l'épaulement qui réu-
nit le nez à la queue relativement massive de l'adaptateur de sorte que ceci créait une difficulté additionnelle consistant en ce qu'on formait ainsi une zone faible immédiatement adjacente à une zone de transition, c'est-à-dire qu'on créait ce qu'on estime être en technique classique une zone d'amorce de rupture. Toutefois, la forme de coin ou forme conique du nez, qui est dictée par la nécessité de faciliter l'assemblage et d'obtenir de bonnes perfor-mances, entrainait également la nécessité de placer le trou de goupille aussi loin en arrière que possible de façon que ce trou se trouve dans la région de plus forte section et, par conséquent, de plus grande résistance mécanique. Toutefois, ainsi qu'on vient de le souligner, ce trou de goupille empiétait dans la zone de transition qui est normalement faible et aggravait la faiblesse.
Au contraire, en utilisant un nez massif fileté comme moyen d'accouplement, et en plaçant l'organe de verrouillage à l'extérieur de ce nez, on renforce l'adaptateur à tel point que, suivant les résultats des essais préliminaires, la résistance à la rupture du nez de la dent suivant l'invention est celle d'une dent classique d'une taille ou de deux tailles au-dessus, c'est-à-dire que cette dent est 20 X plus forte qu'une dent comparable et de même dimension de la technique antérieure. Par exemple, les tailles des dents sont généralement désignées par la dimension transversale mesurée en travers de la partie arrière de la pointe et exprimée en pouces anglais (de 25. mm), de sorte que la dent suivant l'invention a la résistance mécanique d'une dent classique d'une dimension supérieure de 12,7 à 50,8 mm.
La présence du verrouillage extérieur en combinaison avec l'accouplement par filetage apporte un deuxième avantage, également intéressant, qui consiste en ce que les forces de cisaillement qui sont normalement appliquées à la goupille de blocage sont transformées en des forces de compression de sorte qu'on peut utiliser une goupille beaucoup plus petite, ce qui se traduit à nouveau par une meilleure utilisation du métal disponible dans la dent. Il va de soi que, dans les dents de la technique antérieure
(qu'elles soient du type démontable par dévissage ou démontable par simple translation de la pointe), un choc tendant à séparer la pointe se traduisait par des forces de cisaillement exercées aux extrémités de la goupille de blocage.
En d'autres termes, le mouvement de l'intérieur de la pointe par rapport à l'extérieur du nez tendait à cisailler la goupille dans le plan du déplacement. Au contraire, avec l'arrangement suivant l'invention, le mouvement que la pointe décrit en torsion applique des forces qui sont normalement des forces de cisaillement aux points où la goupille de blocage est appuyée contre une partie de l'adaptateur de sorte que ce qui serait normalement une force de cisaillement est transformé en une force de compression. De cette façon, la force qui, dans les dents classiques, tendrait à couper le métal transversalement, tend maintenant à l'allonger, type d'effort auquel le métal oppose une résistance beaucoup plus grande.
Dans la technique antérieure, les goupilles de blocage étaient disposées verticalement à travers la pointe et l'adaptateur de façon à faciliter le démontage. On a également utilisé des goupilles horizontales mais ces goupilles étaient invariablement considérées comme des facteurs de rupture en raison de leur difficulté d'accès. Ceci fait obstacle à l'une des principales fonctions de la goupille, qui est d'être facile à retirer de manière
à permettre de remplacer rapidement la pointe. L'autre principale fonction de la goupille est naturellement de maintenir la pointe solidement fixée sur l'adaptateur et d'éviter qu'elle ne s'en détache intempestivement.
L'invention apporte les résultats avantageux des goupilles verticales de la technique antérieure, en utilisant des languettes dirigées vers l'arrière formées sur les côtés de la pointe de la dent pour constituer les moyens adaptés pour recevoir des goupilles verticales de sorte qu'en même temps, le verrouillage est non seulement latéral et placé en arrière de la partie d'accouplement fileté, mais également capable de recevoir une goupille
verticale. Par ailleurs, la présence des languettes réduit au moins de moitié les efforts auxquels le verrouillage doit résister, puisque la dent comporte deux verrouillages, sans cependant rien sacrifier du métal d'usure.
Bien qu'on ait déjà utilisé depuis longtemps des nervures en saillies vers l'arrière (brevet US 2 483 032), ces nervures n'ont jamais été utilisées, à la connaissance de la demanderesse, pour le verrouillage mais, au contraire, elles n'étaient utilisées jusqu'à présent que dans une fonction secondaire de stabilisation. En fait, la seule construction décrite, connue de la demanderesse et qui utilise un verrouillage extérieur est celle décrite dans le brevet US 2 666 272 . Ce brevet, de même que le brevet US 3 496 658, dont aucun n'a été exploité industriellement, à la connaissance de la demanderesse, sont les seules constructions antérieures dans lesquelles on ait éliminé les trous de goupille verticaux du nez et de la pointe.
Dans la forme préférée de réalisation de l'invention, on utilise une goupille ou clavette de verrouillage en forme de U inversé, qui est placée à cheval sur l'adaptateur et est engagée dans des rainures ménagées dans les languettes qui s'étendent vers l'arrière ; cette construction apporte à la fois la possibilité de réaliser un nez plus résistant, la possibilité avantageuse d'extraire la goupille verticalement et celle de faire coopérer la goupille avec les filets d'une manière qui évite de soumettre la goupille aux efforts de cisaillement transversal traditionnels.
En outre, la partie intermédiaire de la goupille en forme de U se loge dans une rainure transversale de la face supérieure de l'adaptateur, pour protéger la goupille tout en fournissant des moyens qui permettent d'extraire la goupille, cette rainure étant en même temps située dans la partie massive de l'adaptateur, de sorte qu'elle n'em-
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plus haut.
Dans le cas où une forte contrainte de choc est
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avantageux de prévoir des moyens additionnels pour assurer une stabilisation secondaire, d'une façon générale conformément au principe du brevet US 3 079 710.
Les structures qui avaient été utilisées dans la technique antérieure pour assurer cette stabilisation, par exemple des méplats prévus sur le nez et dans la cavité, ont été rendues beaucoup plus utiles en elles-mêmes dans
la dent suivant l'invention. Le mouvement de rotation nécessaire pour monter la pointe sur le nez ou l'en séparer dans la dent suivant l'invention développe de bonnes surfaces opposées de portée de poutre, bien qu'elles constituent des courbes développées en hélice. Ceci a été grandement facilité par la formation de filets à flancs presque perpendiculaires entre eux dans la matière de la pointe du nez de l'adaptateur et dans la matière de l'extrémité
de la cavité de la pointe de la dent, tout en plaçant ces filets aux angles des extrémités du nez et de la cavité.
Ces parties terminales des filets se sont révélées capables de coopérer avantageusement avec les méplats du
nez et de la cavité stabilisés pour éviter que la pointe
ne se sépare de l'adaptateur lorsqu'on applique à cette pointe des contraintes de choc concentrées, en développant des surfaces de portée plus stables dans la région critique.
Dans la forme de réalisation préférée, les nervures
ou filets sont à flancs presque perpendiculaires et ils
ont une section variable sur leur longueur, en* ce sens
qu'ils sont de plus forte section au voisinage de l'extrémité du nez et de la cavité, puisqu'ils sont à peu près circonscrits dans un cylindre (abstraction faite de la dépouille) mais que leur section diminue vers l'arrière
en raison de la présence du nez conique inscrit.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple,
- la figure 1 est une vus en élévation de côté d'une dent suivant l'invention ;
- la figure 2 est une vue en perspective éclatée de la dent de la figure 1 ;
- la figure 3 est une vue en coupe partielle montrant la force de compression radiale exercée sur la goupille de blocage, cette vue étant prise suivant la ligne <EMI ID=3.1>
- la figure 4 est une. vue en coupe suivant la ligne 4-4 de la figure 2 ;
- la figure 5 est une vue en perspective de la dent prise au cours de l'opération d'assemblage, cette vue montrant le rôle d'un outil spécial ;
- la figure 6 est une autre vue en perspective montrant une phase suivante de l'opération d'assemblage ;
- la figure 7 est une autre vue en perspective qui montre l'utilisation de l'outil pour le démontage de la dent ;
- la figure 8 est une vue partielle en perspective d'une variante de réalisation d'un nez suivant l'invention;
- les figures 9 à 11 sont des vues en coupe prises respectivement suivant les lignes 9-9, 10-10 et 11-11 de la figure 8.
Sur les dessins, la référence 20 désigne dans son ensemble une dent suivant l'invention. La référence 21 désigne un adaptateur qu'on voit mieux à la figure 2 tandis que la référence 22 désigne la pointe, l'adaptateur 21 n'étant représenté que partiellement tandis qu'une queue est habituellement prévue pour monter l'adaptateur sur la lèvre du godet, etc. La combinaison est complétée par un chapeau d'usure 23 (facultatif) et par une goupille de blocage 24 réalisée sous la forme d'une barre recourbée en U inversé.
La pointe 22 comporte à une extrémité un bord ou une arête 25 qui creuse ou attaque la terre et elle est munie de moyens d'accouplement qui comprennent une cavité
26 qui s'enfonce vers l'avant à partir de son extrémité de montage. Dans la forme de réalisation représentée, l'adaptateur 21 comporte un nez 27 qui fait saillie vers l'avant et est adapté pour être reçu dans la cavité 26.
Dans la technique classique, on monte la pointe sur l'adaptateur par un déplacement linéaire suivant l'axe longitudinal ou axe de la dent.
Dans certains cas, les positions du nez et de la cavité peuvent être inversées ; par exemple, l'extrémité de montage de la pointe 22 est alors équipée d'une queue très analogue au nez 27 et l'adaptateur présente une cavité très analogue à la cavité 26 de la pointe 22. Toutefois, la pointe est habituellement l'élément qui présente la cavité parce que cet élément est celui que l'on jette lorsqu'il est usé ou émoussé et il est avantageux pour les gens du bâtiment, entrepreneurs, etc, de réduire le plus possible la quantité de métal jeté.
L'invention utilise d'une façon générale un filetage hélicoïdal 28 pour établir la liaison entre la pointe
22 et l'adaptateur 21. Dans la forme de réalisation représentée, les filets ou les nervures hélicoïdales 28 sont prévus sur le nez 27 de l'adaptateur tandis que les rainures complémentaires 30 (figure 2) sont prévues sur la face interne de la cavité 26. Plus particulièrement, on prévoit plusieurs filets (quatre ou six pour permettre la réversibilité) répartis en des positions espacées circonférentiellement autour du nez 27 et de la cavité 26, chacun des filets ne s'étendant que sur une petite partie de la circonférence du nez ou de la cavité, suivant le cas.
Dans le cas optimal, la majeure partie du nez'est une surface de révolution formée par rotation autour de l'axe longitudinal et elle peut donc être conique, par exemple engendrée par la rotation d'une ligne droite inclinée sur l'axe longitudinal, ou par la rotation d'une autre courbe, par exemple d'une parabole, de façon à donner à l'ensemble la résistance optimale dans le sens de la longueur.
On comprend que les éléments mâle et femelle des filetages, c'est-à-dire les nervures 29 et les rainures 30, peuvent être interverties entre le nez et la cavité. Toutefois, ainsi qu'on l'a déjà souligné plus haut, la pointe est normalement jetée, la durée moyenne d'un adaptateur représentant approximativement celle de cinq pointes, de sorte qu'il est avantageux de réduire au minimum la quantité de métal utilisée dans la pointe et, par conséquent, de prévoir les rainures dans la pointe.
On entend par filet hélicoïdal une formation du type filetage qui est engendrée en déplaçant un point à peu près uniformément et simultanément suivant la circonférence et suivant l'axe d'une surface de révolution. Suivant les vitesses relatives des mouvements dans les deux directions, on obtient des filets plus ou moins raides ou plus ou moins inclinés. La référence 31 (figures 1 et 2) désigne les surfaces de révolution situées entre les filets
29. A l'extrémité avant du nez 27, comme indiqué en 32, il est prévu une région ou section stabilisatrice, généralement comme décrit dans le brevet US 3 079 710, mais qui diffère de cette construction par le fait qu'elle possède des surfaces de portée de poutre qui sont également engendrées par révolution autour de l'axe longitudinal. De plus, l'angle formé entre la surface de la région de révolution
31 du nez et l'axe est relativement faible, de l'ordre de
17[deg.].
Dans la mise en oeuvre de l'invention, on place l'adaptateur en mettant l'extrémité avant des nervures 29 du nez dans l'alignement de l'extrémité arrière des rainures 30 de la pointe et on termine le montage en tournant la pointe 22 d'environ 45[deg.]. Ensuite, on met la clavette 24 présentant la forme d'un U en place dans les deux moyens de blocage latéraux 33. Ces moyens sont formés par des languettes ou oreilles 34 qui font saillie vers l'arrière sur la pointe 22 et présentent des fentes 35 et qui travaillent en combinaison avec des cavités complémentaires 36 ménagées dans l'adaptateur pour recevoir les languettes 34. Les lan-
guettes 34 de la pointe 22 s'engagent dans les cavités 36 pendant la dernière phase de l'opération de montage de la pointe par rotation.
Etant donné que la pointe est construite de manière à ne pas s'étendre au-dessus de la face supérieure de l'adaptateur, le chapeau d'usure 23 peut être monté sur l'adaptateur 21 aussi bien avant qu'après le montage de la pointe 22 sur cet adaptateur. Il suffit de monter le chapeau d'usure 23 et la pointe 22 sur l'adaptateur 21 avant de mettre la clavette 24 en place.
Ensuite, on met en place la clavette en U inversé 24 de la façon représentée aux figures 5 et 6. Pour cela, une rainure transversale 37 est ménagée dans la surface supérieure de l'adaptateur. La clavette 24 est maintenue en place par une légère déformation de ses branches, telle que représentée en 38.
La surface supérieure de l'adaptateur peut être rainurée comme on l'a indiqué en 39 pour recevoir la nervure centrale à queue d'aronde du chapeau d'usure 23 tandis que les côtés de l'adaptateur sont rainurés comme on l'a représenté en 40 et 41 pour recevoir les rails ou ailes latérales du chapeau d'usure. La paroi annulaire 45 qui est venue de matière juste en avant de la rainure 37 est encochée comme indiqué en 42, 43 et 44 pour donner respectivement passage aux ailes latérales et à la nervure centrale à queue d'aronde du chapeau d'usure 23. Lorsque la clavette en U 24 est mise en place, elle porte contre l'extrémité avant du chapeau d'usure 23, en 46, pour bloquer ce chapeau en place.
La clavette 24 a donc pour fonction, non seulement de bloquer temporairement la pointe 22 sur l'adaptateur 21, mais également d'assurer la même fonction par rapport au chapeau d'usure 23.
La clavette 24 est réalisée en acier élastique et, étant donné que ses branches sont coudées ou déformées, il est nécessaire d'exercer une certaine force pour mettre cette clavette en place dans la rainure transversale 37 et dans les rainures 35 des languettes 34. Ceci contribue à maintenir la pointe appuyée franchement et sans jeu sur le nez. Pour faciliter l'application de cette force, on uti-
lise avantageusement un outil spécial désigné dans son ensemble par la référence 48. L'outil 48 comprend un manche
49 et une tête 50. La tête 50 présente une fente courbe concave 51 qui présente dans son ensemble la forme de la clavette 24. Le côté opposé de la tête 50 présente un méplat 52 destiné à recevoir le choc d'un marteau, ainsi qu'on l'a représenté sur la figure 5. Lorsque la clavette
24 a été nettement repoussée vers le bas, vers sa position de montage, la rainure 51 n'a plus d'effet de sorte qu'on <EMI ID=4.1>
prendre la configuration représentée sur la figure 6. On voit sur cette figure 6 qu'un bec 53 porté de la tête 50 est en contact avec la clavette 24 et que, si l'on frappe au marteau sur le bossage 54, qui est à l'opposé du bec
53, ce bec enfonce la clavette en U à sa position d'enfoncement à fond. La poignée 49 est munie d'une pointe d'arrachage indiquée en 55 dont on peut se servir pour extraire la clavette en U 24 de la façon représentée sur la figure 7, en 47, ce qui contribue également à la rapidité de changement de pointe de dent.
Bien que la clavette déformée assure le serrage, un autre procédé pour obtenir un ajustement sans jeu entre la pointe et l'adaptateur consiste à prévoir une gorge annulaire 56, à l'extrémité de la cavité 26 et à y monter une bague torique 57 en matière élastique. La présence de la gorge annulaire 56 apporte un avantage pendant la fabrica-
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recueillir le sable difficile à enlever, qui ferme normalement les angles de la pièce coulée. Le sable adhérent, dont l'élimination demandait autrefois beaucoup de temps, peut maintenant être pratiquement négligé et la gorge sert
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rique 57.
Le nez stabilisé 32 de la taille nominale 10,8 mm
(cote mesurée à la base du nez) occupe la partie avant de
25,4 mm du nez, lequel possède une longueur totale de
101,6 mm, à cette fin, la zone conique s'étend dans son ensemble sur environ 60 à 85 X du nez. Dans tous les cas, les surfaces de révolution s'étendent sur la majeure partie de la longueur du nez, en partant de l'arrière de ce nez, c'est-à-dire en partant de la paroi 45 en forme d'aile.
Il est important que les filets 29 et les rainures
30 s'étendent sur toute la longueur du nez. La région stabilisatrice 32 est de section rectangulaire. Toutefois, on peut utiliser avantageusement d'autres formes, par exemple les formes carrée, hexagonale, circulaire, etc. Avec la forme rectangulaire représentée, les surfaces supérieure et inférieure de portée de poutre sont plus allongées tout en donnant un profil plus mince qui améliore la pénétrabilité. Les saillies ou rainures suivant le cas peuvent se
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59 et 60 de la pointe du nez, par exemple. Les côtés 59
(le côté supérieur et le côté inférieur de la pointe rectangulaire) sont disposés à peu près perpendiculairement à la composante de poutre d'une force appliquée à la pointe (plus plus de détails, voir le brevet US 3 079 710).
Les surfaces de portée 59 sont engendrées en faisant tourner la partie rectangulaire 32 autour de l'axe longitudinal pour obtenir une surface hélicoïdale. Ceci ressort clairement d'une comparaison des figures 8 à 12, sur lesquelles on a représenté une forme modifiée de la partie stabilisatrice, qui est de section carrée contrairement à la section rectangulaire de la forme de réalisation représentée en premier. Lorsqu'on se déplace vers l'arrière, la partie carrée ou rectangulaire prend une orientation de plus en plus inclinée ou vrillée. En outre, en plaçant les filets aux angles 58 (figure 8) , la torsion ou le vrillage est utilisé avec avantage pour amener les côtés 159 et 160 dans les filets, de sorte que les filets jouent le rôle de parties des surfaces de portée de poutre.
Ici également, les nervures et les rainures ne sont pas de section uniforme lorsqu'on se dirige vers l'arrière. La surface de la section diminue au fur et à mesure qu' on se déplace vers l'arrière.
Un autre moyen qu'on peut adopter pour serrer la pointe sur l'adaptateur consiste à donner aux branches de la clavette en U 24 une forme convergente en les formant avec une section qui décroît vers le bas, ce qui procure un effet de coincement lors de la mise en place de la clavette.
Dans la mise en oeuvre de l'invention, il se produit une coopération unique entre les moyens d'accouplement hélicoïdaux et la clavette extérieure, qu'il n'était pas possible d'obtenir dans la technique antérieure, par exem-
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brevet, la clavette de blocage était située sur l'axe longitudinal de sorte que cette construction avait l'inconvénient d'affaiblir le nez à proximité de la région critique de l'épaulement. En outre. toute force ponctuelle tendant à séparer la pointe, par exemple une force verticale dirigée de haut en bas, tendait à faire avancer la surface supérieure de la pointe dirigée vers l'arrière et à faire reculer la surface inférieure, ce qui exerçait sur la clavette une force de cisaillement indésirable. Ceci signifiait que, si cette construction était utilisée industriellement, la clavette aurait dû être renforcée de manière à résister au cisaillement, ce qui aurait nécessité de donner une plus grande ouverture à la pointe et aurait entraîné par conséquent un nouvel affaiblissement de la pointe.
L'effet de blocage suivant l'invention étant transversal à l'axe longitudinal, il en résulte que la clavette est soumise à des efforts de compression et de cisaillement dans certains cas. En d'autres termes, les forces qui seraient normalement appliquées sous la forme de contraintes de cisaillement et de flexion transversale sont maintenant appliquées sous la forme de contraintes de compression
(figure 3) mais, dans d'autres cas, et suivant le sens et l'intensité de la force appliquée, les efforts peuvent s'exercer sous la forme de contraintes de cisaillement longitudinales. La différence entre les phénomènes qui se produisent lorsqu'une clavette ou goupille résiste à ces deux types différents de forces peut être illustrée par l'exemple d'un crayon posé sur le bord d'une table avec une partie qui dépasse de la table, en porte-à-faux. On n'a pas à
exercer une grande force descendante sur l'extrémité en saillie du crayon pour le briser, c'est-à-dire pour le rompre par cisaillement. Si, au contraire, on place le crayon entièrement sur la table et qu'on le soumet à la même force descendante ou à une force longitudinale, il ne se passe rien. En fait, il est nécessaire d'exercer une force nettement plus grande pour écraser le crayon, c'est-à-dire pour obliger les fibres du crayon à s'écarter longitudinalement de part et d'autre du point d'application de la force.
La transformation des forces agissant dans le sens du cisaillement transversal et de la flexion en des forces qui agissent en compression est réalisée par la présence de la clavette extérieure. Lorsqu'on fait tourner la pointe en exerçant une force de dévissage, les languettes 34 passent de leur orientation pratiquement verticale à une orientation qui est inclinée sur la verticale (figure 3 ) . Ceci
a pour effet que la force qui s'exerce à proximité du bas des languettes 34 est une force de compression orientée radialement vers l'intérieur au lieu d'être une force de cisaillement transversale.
A peu près de la même façon, la rotation, c'est-àdire le dévissage de la pointe, fait avancer la languette
34. Ceci fait passer la clavette 24 de son état précon= traint sous contrainte relativement faible, à un état dans lequel la partie déformée 62 est soumise à une contrainte de compression qui tend à la redresser. Par conséquent,
ici également, ce qui aurait été une force de cisaillement transversale destructrice est convertie en une force de compression longitudinale relativement peu sévère. L'effet de torsion résultant de la présence de l'accouplement par filetage hélicoïdal donne donc lieu à un phénomène entièrement différent, ou à un mode de coopération entièrement, différent, de sorte que l'épaisseur de la clavette peut être considérablement réduite et que l'on peut placer à
l'endroit que les branches de goupille occupaient dans la technique antérieure une plus grande quantité de métal appartenant effectivement à la dent.
Le nouveau mode de fonctionnement du verrouillage par clavette est avantageux même en présence d'une charge pure en flexion de sorte que, dans certains cas, il peut être utilisé avantageusement en l'absence des filets héli-coldaux. En munissant la clavette déformée d'une région dans laquelle elle est parfaitement redressée, on obtient que la clavette se trouve effectivement précontrainte de sorte qu'avant qu'elle n'ait atteint ce qui serait un état de contrainte de cisaillement, les méplats du nez stabilisé entrent en contact pour s'opposer aux cisaillements de la clavette.
La création de moyens de verrouillage à précontrainte et de la région stabilisatrice apporte la possibilité de créer plusieurs modes de résistance aux forces qui tendent à séparer la pointe de l'adaptateur. Tout d'abord,
il est visible que les forces tendant à séparer la pointe de l'adaptateur sont très variables en direction, en position du point d'application et en intensité. Ensuite, l'ajustement entre les divers éléments de la dent est également très variable. Etant donné que la pointe et l'adaptateur sont des produits manufacturés, leurs dimensions sont affectées par des tolérances de sorte qu'une pointe remplaçant une pointe précédente sur un même adaptateur peut s'y ajuster de façon entièrement différente.
Dans la forme de réalisation représentée, la dent résiste suivant trois modes différents à une force tendant à arracher la pointe et, comme le montrent les essais préliminaires exécutés, ces trois modes se manifestent généralement en combinaison. Tout d'abord, les vecteurs réaction de l'ajustement et force extérieure peuvent avoir pour effet que la résistance à la torsion de la pointe est principalement assurée par la résistance de la clavette à la compression, comme indiqué sur la figure 3. Deuxièmement, la réaction de l'ajustement et la force extérieure peuvent avoir pour effet que la clavette précontrainte travaille dans les limites de sa précontrainte, en s'engageant dans l'espace S situé en avant du verrouillage sur la figure 1, de sorte que la région stabilisatrice 32 peut développer l'effort résistant.
Troisièmement, la réaction d'ajustement et la force extérieure peuvent soumettre les moyens de verrouillage à une contrainte de cisaillement.
Bien que ce type de résistance à la séparation soit connu par le brevet US 3 794 724, par exemple, il n'avait jamais été modifié ni limité par l'utilisation de moyens stabilimateurs. Des essais préliminaires révèlent que les contraintes de choc même les plus sévères, celles qui sont concentrées à l'extrémité, et qui tendent à dévisser la pointe, se traduisent par une combinaison des différents modes de résistance décrits plus haut.
La combinaison des filetages et des surfaces stabilisatrices résistent de façon particulièrement avantageuse à ce type de contrainte. Etant donné que les filets sont inscrits dans un cylindre (abstraction faite de la dépouille de 2[deg.] nécessaire pour le démoulage), ces filets ont un diamètre primitif constant. Etant donné que les filets
sont circonscrits aux surfaces de révolution, c'est-à-dire aux surfaces coniques 31, la hauteur de saillie des filets mâles et la profondeur des rainures décroît lorsqu'on se déplace vers l'arrière. Ceci se traduit par une concentration de la masse des filets à l'extrémité du nez. Le fait que les filets possèdent une plus grande section utile à
la pointe se traduit, en réponse à un choc, par un effet
de serrage analogue à celui d'un contre-écrou.
REVENDICATIONS
1. Dent d'excavateur comprenant un adaptateur (21)
et une pointe (22), l'adaptateur comportant à une extrémité des moyens prévus pour le fixer à un godet ou équivalent et, à l'autre extrémité, des moyens permettant de l'accoupler à ladite pointe (22), ladite pointe comportant
un bord d'attaque du sol à son extrémité qui constitue
l'extrémité avant de la dent et comportant à son autre
extrémité des moyens prévus pour l'accoupler à l'adaptateur, cette dent étant caractérisée en ce que lesdits
moyens d'accouplement comprennent un nez (27) formé sur
l'un des éléments et une cavité (26) ménagée dans l'autre
élément pour recevoir le nez, des filets (29, 30) complémentaires les uns des autres, de forme générale hélicoïdale, formés, les uns sur le nez et les autres dans la
cavité, au moyen desquels pour monter la pointe sur l'adaptateur, on la fait tourner autour d'un axe longitudinal,
et des moyens de verrouillage (24) extérieurs sur le nez,
qui relient les deux éléments par une liaison séparable
d'une manière qui empêche la pointe de tourner en sens inverse lorsqu'elle est montée sur l'adaptateur.
Removable tooth for excavator.
The present invention relates to an excavator tooth and it relates more particularly to an excavator tooth provided with a new method of assembly between the tip and the adapter. The invention therefore relates
to a two-part tooth. Around the beginning of the century, earthwork workers recognized the usefulness of making interchangeable points mounted on a tooth tail or adapter so as to be able to renew the working part without the need to plan a time period. expensive stop.
Over the years, many methods have been developed for mounting the tip on the adapter although, for the most part, these methods have involved providing a wedge-shaped cavity in the rear region of the tip to receive a nose of corresponding configuration provided on the adapter. Almost from the start of the two-part teeth, we noticed that it was possible to screw the adapter nose into a threaded cavity in the tip. However, despite the obviously greater clamping force of screw connections, this method of assembly did not come into commercial use during the last three-quarters of a century. In fact, the only description of a screw connection for a tip and an adapter is found in US Patent 2,145,663.
In the past 40 years, no one has found it advantageous to use a screw connection.
It can be assumed that one of the reasons for this consists in the fact that the threads of the assembly do not actually contribute to the fixing, the main fixing means described in US Pat. No. 2,145,663 being a locking pin which crosses the usual aligned holes drilled through the walls of the tip and through the adapter nose. Such a blockage was essential to resist a loosening force. In this way, despite the fact that the helical nets were
alone capable of appropriately resisting
a clamping force, these threads were ineffective when a unscrewing force was applied. These nets were therefore in practice superfluous.
It is obvious that the forces which the teeth of the excavators undergo vary widely in direction, position of the point of application and intensity. Given that the consequences of the loss of the assembly between tip and adapter are out of proportion to the cost of this assembly (downtime of expensive equipment and cost of repair under difficult site conditions), - attempts have been made to create suitable blockages and couplings to resist exceptional forces which rarely occur. Thus a tooth which was vulnerable to a force of some kind, when it was able to put up great resistance to forces of opposite direction, was manifestly unacceptable, unless provision was made for locking. solid, and the technique was no more advanced than before.
According to the invention, an important improvement is made to the technique of excavator teeth by the combination of a coupling with helical thread and an external blocking to this coupling. An immediate advantage which results from this arrangement consists in the fact that the adapter nose can be solid, that is to say that the pin hole which was usual until now is eliminated. It is in the region of the pinhole that ruptures of the nose occurred in most cases, so that the workers had to strengthen the thickness of this part of the nose. Normally, the pin hole is placed near the shoulder which
nit the nose to the relatively massive tail of the adapter so that this created an additional difficulty consisting in that one thus formed a weak zone immediately adjacent to a transition zone, that is to say that one created what is considered to be in classical technique a zone of initiation of rupture. However, the wedge or conical shape of the nose, which is dictated by the need to facilitate assembly and to obtain good performance, also led to the need to place the pin hole as far back as possible. so that this hole is in the region of greater cross-section and, therefore, of greater mechanical strength. However, as just pointed out, this pin hole encroached on the transition zone which is normally weak and aggravated the weakness.
On the contrary, by using a solid threaded nose as a coupling means, and by placing the locking member on the outside of this nose, the adapter is reinforced to the point that, according to the results of the preliminary tests, the resistance at the break of the nose of the tooth according to the invention is that of a conventional tooth one size or two sizes above, that is to say that this tooth is 20 X stronger than a tooth comparable and of the same dimension of the prior art. For example, the sizes of the teeth are generally designated by the transverse dimension measured across the rear part of the tip and expressed in English inches (25 mm), so that the tooth according to the invention has the mechanical strength d '' a conventional tooth with a dimension greater than 12.7 to 50.8 mm.
The presence of the external locking in combination with the coupling by thread brings a second advantage, also interesting, which consists in that the shearing forces which are normally applied to the locking pin are transformed into compressive forces so that a much smaller pin can be used, which again results in better use of the metal available in the tooth. It goes without saying that in the teeth of the prior art
(whether of the type which can be dismantled by unscrewing or which can be dismantled by simple translation of the point), a shock tending to separate the point resulted in shearing forces exerted at the ends of the locking pin.
In other words, the movement of the inside of the tip relative to the outside of the nose tended to shear the pin in the plane of movement. On the contrary, with the arrangement according to the invention, the movement that the point describes in torsion applies forces which are normally shear forces at the points where the locking pin is pressed against a part of the adapter so that this which would normally be a shear force is transformed into a compressive force. In this way, the force which, in conventional teeth, would tend to cut the metal transversely, now tends to lengthen it, a type of effort to which the metal opposes a much greater resistance.
In the prior art, the locking pins were arranged vertically through the tip and the adapter so as to facilitate disassembly. Horizontal pins were also used but these pins were invariably considered to be rupture factors due to their difficulty of access. This hinders one of the main functions of the pin, which is to be easy to remove so
to allow the tip to be quickly replaced. The other main function of the pin is naturally to keep the tip securely fixed on the adapter and to prevent it from coming off unexpectedly.
The invention provides the advantageous results of the vertical pins of the prior art, by using rearwardly directed tongues formed on the sides of the tip of the tooth to constitute the means suitable for receiving vertical pins so that at the same time time, the lock is not only lateral and placed behind the threaded coupling part, but also capable of receiving a pin
vertical. Furthermore, the presence of the tabs reduces at least half the forces which the locking must resist, since the tooth has two locks, without however sacrificing any wear metal.
Although ribs projecting backwards have already been used for a long time (US Pat. No. 2,483,032), these ribs have never been used, to the knowledge of the applicant, for locking but, on the contrary, they have so far been used only in a secondary stabilization function. In fact, the only construction described, known to the applicant and which uses an external locking device, is that described in US Pat. No. 2,666,272. This patent, as well as US patent 3,496,658, none of which has been used industrially, to the knowledge of the applicant, are the only prior constructions in which the vertical pin holes in the nose and the tip have been eliminated .
In the preferred embodiment of the invention, an inverted U-shaped locking pin or key is used, which is placed astride the adapter and is engaged in grooves made in the tongues which extend towards the 'back ; this construction provides both the possibility of producing a more resistant nose, the advantageous possibility of extracting the pin vertically and that of making the pin cooperate with the threads in a manner which avoids subjecting the pin to traditional transverse shearing forces. .
In addition, the intermediate part of the U-shaped pin is housed in a transverse groove on the upper face of the adapter, to protect the pin while providing means which make it possible to extract the pin, this groove being at the same time time located in the massive part of the adapter, so that it does not
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upper.
In the case where a strong impact stress is
<EMI ID = 2.1>
advantageous to provide additional means for ensuring secondary stabilization, generally in accordance with the principle of US Patent 3,079,710.
The structures which had been used in the prior art to provide this stabilization, for example the flats provided on the nose and in the cavity, have been made much more useful in themselves in
the tooth according to the invention. The rotational movement necessary to mount the tip on the nose or to separate it in the tooth according to the invention develops good opposite surfaces of beam span, although they constitute curves developed in a helix. This was greatly facilitated by the formation of threads with flanks almost perpendicular to each other in the material of the tip of the nose of the adapter and in the material of the end.
of the cavity of the tip of the tooth, while placing these threads at the angles of the ends of the nose and of the cavity.
These end portions of the threads have been shown to be able to cooperate advantageously with the flats of the
stabilized nose and cavity to prevent the tip
does not separate from the adapter when applying concentrated shock stresses to this point, developing more stable bearing surfaces in the critical region.
In the preferred embodiment, the ribs
or nets are on sides almost perpendicular and they
have a variable section along their length, in * this sense
that they are of larger section in the vicinity of the end of the nose and of the cavity, since they are roughly circumscribed in a cylinder (apart from the draft) but that their section decreases towards the rear
due to the presence of the inscribed conical nose.
Other characteristics and advantages of the invention will emerge during the description which follows. In the accompanying drawings, given solely by way of example,
- Figure 1 is a side elevational view of a tooth according to the invention;
- Figure 2 is an exploded perspective view of the tooth of Figure 1;
- Figure 3 is a partial sectional view showing the radial compression force exerted on the locking pin, this view being taken along the line <EMI ID = 3.1>
- Figure 4 is a. sectional view along line 4-4 of Figure 2;
- Figure 5 is a perspective view of the tooth taken during the assembly operation, this view showing the role of a special tool;
- Figure 6 is another perspective view showing a next phase of the assembly operation;
- Figure 7 is another perspective view which shows the use of the tool for removing the tooth;
- Figure 8 is a partial perspective view of an alternative embodiment of a nose according to the invention;
- Figures 9 to 11 are sectional views taken respectively along lines 9-9, 10-10 and 11-11 of Figure 8.
In the drawings, the reference 20 designates as a whole a tooth according to the invention. The reference 21 designates an adapter that can best be seen in FIG. 2 while the reference 22 designates the tip, the adapter 21 being only shown partially while a tail is usually provided for mounting the adapter on the lip bucket, etc. The combination is completed by a wear cap 23 (optional) and by a locking pin 24 produced in the form of a curved bar in inverted U.
The tip 22 has at one end an edge or an edge 25 which digs or attacks the earth and it is provided with coupling means which include a cavity
26 which sinks forward from its mounting end. In the embodiment shown, the adapter 21 has a nose 27 which projects forward and is adapted to be received in the cavity 26.
In the conventional technique, the tip is mounted on the adapter by a linear movement along the longitudinal axis or axis of the tooth.
In some cases, the positions of the nose and cavity can be reversed; for example, the mounting end of the tip 22 is then equipped with a tail very similar to the nose 27 and the adapter has a cavity very similar to the cavity 26 of the tip 22. However, the tip is usually the element which presents the cavity because this element is that which is thrown away when it is worn or blunt and it is advantageous for people in the building industry, contractors, etc., to reduce as much as possible the quantity of metal thrown away.
The invention generally uses a helical thread 28 to establish the connection between the tip
22 and the adapter 21. In the embodiment shown, the threads or the helical ribs 28 are provided on the nose 27 of the adapter while the complementary grooves 30 (FIG. 2) are provided on the internal face of the cavity 26. More particularly, several threads are provided (four or six to allow reversibility) distributed in positions circumferentially spaced around the nose 27 and the cavity 26, each of the threads extending only over a small part of the circumference of the nose or cavity, as appropriate.
In the optimal case, most of the nose is a surface of revolution formed by rotation around the longitudinal axis and it can therefore be conical, for example generated by the rotation of a straight line inclined on the longitudinal axis, or by the rotation of another curve, for example of a parabola, so as to give the assembly the optimal resistance in the direction of the length.
It is understood that the male and female elements of the threads, that is to say the ribs 29 and the grooves 30, can be inverted between the nose and the cavity. However, as already pointed out above, the point is normally thrown away, the average duration of an adapter being approximately that of five points, so it is advantageous to minimize the amount of metal used in the tip and, therefore, to provide the grooves in the tip.
The term helical thread means a formation of the thread type which is generated by moving a point approximately uniformly and simultaneously along the circumference and along the axis of a surface of revolution. According to the relative speeds of the movements in the two directions, one obtains more or less stiff nets or more or less inclined. The reference 31 (Figures 1 and 2) designates the surfaces of revolution located between the threads
29. At the front end of the nose 27, as indicated at 32, a stabilizing region or section is provided, generally as described in US Pat. No. 3,079,710, but which differs from this construction in that it has beam bearing surfaces which are also generated by revolution around the longitudinal axis. In addition, the angle formed between the surface of the region of revolution
31 of the nose and the axis is relatively weak, of the order of
17 [deg.].
In the implementation of the invention, the adapter is placed by putting the front end of the ribs 29 of the nose in alignment with the rear end of the grooves 30 of the tip and the assembly is completed by turning the tip 22 of about 45 [deg.]. Then, the key 24 having the shape of a U is put in place in the two lateral locking means 33. These means are formed by tongues or ears 34 which project rearwards on the point 22 and have slots 35 and which work in combination with complementary cavities 36 formed in the adapter to receive the tongues 34. The lan-
spouts 34 of the tip 22 engage in the cavities 36 during the last phase of the tip mounting operation by rotation.
Since the tip is constructed so as not to extend above the upper face of the adapter, the wear cap 23 can be mounted on the adapter 21 both before and after mounting the tip 22 on this adapter. It suffices to mount the wear cap 23 and the tip 22 on the adapter 21 before putting the key 24 in place.
Next, the inverted U-shaped key 24 is put in place as shown in FIGS. 5 and 6. For this, a transverse groove 37 is formed in the upper surface of the adapter. The key 24 is held in place by a slight deformation of its branches, as shown at 38.
The upper surface of the adapter can be grooved as indicated in 39 to receive the central dovetail rib of the wear cap 23 while the sides of the adapter are grooved as shown in 40 and 41 to receive the rails or side wings of the wear cap. The annular wall 45 which has come in one piece just in front of the groove 37 is notched as indicated in 42, 43 and 44 to give passage to the lateral wings and to the central rib with dovetail of the wear cap 23, respectively. When the U-shaped key 24 is put in place, it bears against the front end of the wear cap 23, at 46, to lock this cap in place.
The key 24 therefore has the function not only of temporarily blocking the tip 22 on the adapter 21, but also of ensuring the same function with respect to the wear cap 23.
The key 24 is made of elastic steel and, since its branches are bent or deformed, it is necessary to exert a certain force to put this key in place in the transverse groove 37 and in the grooves 35 of the tongues 34. This helps to keep the tip pressed frankly and without play on the nose. To facilitate the application of this force, we use
Advantageously reads a special tool designated as a whole by the reference 48. The tool 48 comprises a handle
49 and a head 50. The head 50 has a concave curved slot 51 which as a whole has the shape of the key 24. The opposite side of the head 50 has a flat 52 intended to receive the impact of a hammer, as well as 'has been shown in Figure 5. When the key
24 has been clearly pushed down towards its mounting position, the groove 51 no longer has an effect so that <EMI ID = 4.1>
take the configuration shown in Figure 6. We see in this Figure 6 that a spout 53 carried from the head 50 is in contact with the key 24 and that, if we strike with a hammer on the boss 54, which is opposite the beak
53, this beak presses the U-shaped key in its fully depressed position. The handle 49 is provided with a tearing point indicated at 55 which can be used to extract the U-shaped key 24 as shown in FIG. 7, at 47, which also contributes to the speed of changing the point. tooth.
Although the deformed key ensures tightening, another method for obtaining a clearance-free adjustment between the tip and the adapter consists in providing an annular groove 56 at the end of the cavity 26 and in fitting an O-ring 57 therein. elastic material. The presence of the annular groove 56 provides an advantage during the manufacture
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collect difficult-to-remove sand, which normally closes the corners of the casting. Adherent sand, which used to take a long time to remove, can now be practically neglected and the throat serves
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risk 57.
Stabilized nose 32 of nominal size 10.8 mm
(dimension measured at the base of the nose) occupies the front part of
25.4 mm from the nose, which has a total length of
101.6 mm, for this purpose, the conical zone as a whole extends over approximately 60 to 85 X of the nose. In all cases, the surfaces of revolution extend over the major part of the length of the nose, starting from the rear of this nose, that is to say starting from the wall 45 in the shape of a wing. .
It is important that the threads 29 and the grooves
30 extend over the entire length of the nose. The stabilizing region 32 is of rectangular section. However, other shapes can advantageously be used, for example square, hexagonal, circular shapes, etc. With the rectangular shape shown, the upper and lower beam span surfaces are more elongated while giving a thinner profile which improves the penetrability. The projections or grooves as the case may be
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<EMI ID = 8.1>
59 and 60 of the tip of the nose, for example. Sides 59
(the upper side and the lower side of the rectangular tip) are arranged approximately perpendicular to the beam component of a force applied to the tip (for more details, see US Pat. No. 3,079,710).
The bearing surfaces 59 are generated by rotating the rectangular part 32 around the longitudinal axis to obtain a helical surface. This is clear from a comparison of Figures 8 to 12, in which there is shown a modified form of the stabilizing part, which is of square section unlike the rectangular section of the embodiment shown first. When moving backwards, the square or rectangular part takes on an increasingly inclined or twisted orientation. In addition, by placing the threads at the angles 58 (Figure 8), twisting or twisting is advantageously used to bring the sides 159 and 160 into the threads, so that the threads act as parts of the bearing surfaces of beam.
Here too, the ribs and grooves are not of uniform cross section when moving towards the rear. The area of the section decreases as one moves backwards.
Another means that can be adopted to tighten the point on the adapter is to give the branches of the U-shaped key 24 a convergent shape by forming them with a section which decreases downwards, which provides a wedging effect during of the installation of the key.
In the implementation of the invention, there is a unique cooperation between the helical coupling means and the external key, which it was not possible to obtain in the prior art, for example
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Patent, the locking key was located on the longitudinal axis so that this construction had the disadvantage of weakening the nose near the critical region of the shoulder. In addition. any point force tending to separate the point, for example a vertical force directed from top to bottom, tended to advance the upper surface of the point directed towards the rear and to push back the lower surface, which exerted on the key unwanted shear force. This meant that, if this construction was used industrially, the key should have been reinforced so as to resist shearing, which would have required giving the tip greater opening and would therefore have resulted in further weakening of the tip.
The blocking effect according to the invention being transverse to the longitudinal axis, it follows that the key is subjected to compressive and shearing forces in certain cases. In other words, the forces that would normally be applied in the form of shear and transverse bending stresses are now applied in the form of compression stresses.
(Figure 3) but, in other cases, and depending on the direction and intensity of the applied force, the forces can be exerted in the form of longitudinal shear stresses. The difference between the phenomena which occur when a key or pin resists these two different types of forces can be illustrated by the example of a pencil placed on the edge of a table with a part which protrudes from the table, cantilevered. We don't have to
exert a great downward force on the projecting end of the pencil to break it, that is to say to break it by shearing. If, on the contrary, one places the pencil entirely on the table and submits it to the same downward force or to a longitudinal force, nothing happens. In fact, it is necessary to exert a much greater force to crush the pencil, that is to say to force the fibers of the pencil to spread longitudinally on either side of the point of application of the strength.
The transformation of the forces acting in the direction of the transverse shearing and of the bending into forces which act in compression is carried out by the presence of the external key. When the tip is rotated by exerting a unscrewing force, the tongues 34 pass from their practically vertical orientation to an orientation which is inclined to the vertical (FIG. 3). This
has the effect that the force exerted near the bottom of the tongues 34 is a compression force oriented radially inward instead of being a transverse shear force.
In much the same way, the rotation, that is to say the unscrewing of the tip, advances the tongue
34. This causes the key 24 to go from its pre-stressed state under relatively low stress to a state in which the deformed part 62 is subjected to a compressive stress which tends to straighten it. Therefore,
here too, what would have been a destructive transverse shear force is converted into a relatively mild longitudinal compressive force. The torsional effect resulting from the presence of the coupling by helical thread therefore gives rise to an entirely different phenomenon, or to an entirely different mode of cooperation, so that the thickness of the key can be considerably reduced and that we can place at
the place that the pin branches occupied in the prior art a larger amount of metal actually belonging to the tooth.
The new operating mode of the key lock is advantageous even in the presence of a pure bending load so that, in certain cases, it can be advantageously used in the absence of heli-cold threads. By providing the deformed key with a region in which it is perfectly straightened, it is obtained that the key is effectively prestressed so that before it has reached what would be a state of shear stress, the flats of the stabilized noses come into contact to oppose the shearing of the key.
The creation of pre-stressed locking means and of the stabilizing region provides the possibility of creating several modes of resistance to the forces which tend to separate the tip of the adapter. First of all,
it is visible that the forces tending to separate the tip of the adapter are very variable in direction, in position of the point of application and in intensity. Then, the fit between the various elements of the tooth is also very variable. Since the tip and the adapter are manufactured products, their dimensions are affected by tolerances so that a tip replacing a previous tip on the same adapter can be adjusted entirely differently.
In the embodiment shown, the tooth resists in three different modes a force tending to tear off the point and, as shown by the preliminary tests carried out, these three modes generally manifest themselves in combination. First of all, the adjustment reaction and external force vectors can have the effect that the resistance to torsion of the tip is mainly ensured by the resistance of the key to compression, as indicated in FIG. 3. Second, the reaction of the adjustment and the external force can have the effect that the preloaded key works within the limits of its preload, by engaging in the space S situated in front of the locking in FIG. 1, so that the region stabilizer 32 can develop resistant effort.
Third, the adjustment reaction and the external force can subject the locking means to shear stress.
Although this type of separation resistance is known from US Pat. No. 3,794,724, for example, it has never been modified or limited by the use of stabilizing means. Preliminary tests show that even the most severe impact stresses, those which are concentrated at the end, and which tend to unscrew the tip, result in a combination of the different resistance modes described above.
The combination of threads and stabilizing surfaces are particularly advantageous against this type of stress. Since the threads are inscribed in a cylinder (apart from the draft of 2 [deg.] Necessary for demolding), these threads have a constant pitch diameter. Since the nets
are circumscribed on the surfaces of revolution, that is to say on the conical surfaces 31, the height of projection of the male threads and the depth of the grooves decreases when one moves backwards. This results in a concentration of the mass of fillets at the end of the nose. The fact that the nets have a larger cross section useful for
the tip is reflected, in response to a shock, by an effect
similar to that of a lock nut.
CLAIMS
1. Excavator tooth comprising an adapter (21)
and a point (22), the adapter comprising at one end means intended to fix it to a bucket or equivalent and, at the other end, means making it possible to couple it to said point (22), said point comprising
a leading edge of the ground at its end which constitutes
the front end of the tooth and having at its other
end of the means provided for coupling it to the adapter, this tooth being characterized in that said
coupling means comprise a nose (27) formed on
one of the elements and a cavity (26) formed in the other
element for receiving the nose, threads (29, 30) complementary to each other, generally helical in shape, formed, one on the nose and the other in the
cavity, by means of which to mount the point on the adapter, it is rotated around a longitudinal axis,
and external locking means (24) on the nose,
which connect the two elements by a separable link
in a way that prevents the tip from turning in the opposite direction when it is mounted on the adapter.