FR2481338A1 - Dent amovible pour excavateur - Google Patents

Abstract

CETTE DENT D'EXCAVATEUR EST DU TYPE COMPRENANT UN ADAPTATEUR 21 QUI EST FIXE AU GODET D'UN EXCAVATEUR ET UNE POINTE INTERCHANGEABLE 22. L'ADAPTATEUR 21 COMPREND UN NEZ 27 A PEU PRES CONIQUE QUI S'ENCASTRE DANS UNE CAVITE COMPLEMENTAIRE DE LA POINTE. LE NEZ ET LA CAVITE PRESENTENT DES FILETS HELICOIDAUX COMPLEMENTAIRES 28, 30 A TRES GRAND PAS (PENTE D'ENVIRON 45). EN COMBINAISON AVEC LA FORME CONIQUE DU NEZ, CES FILETS TRANSFORMENT TOUTE FORCE TENDANT A SEPARER LA POINTE 22 DE L'ADAPTATEUR 21 EN UNE TRACTION DE LA POINTE VERS L'AVANT. CETTE POINTE SE TERMINE A L'ARRIERE PAR DES LANGUETTES 34 PRESENTANT DES RAINURES TRANSVERSALES 35. UNE RAINURE CORRESPONDANTE 37 EST MENAGEE DANS L'ADAPTATEUR ET UNE CLAVETTE 24 A SECTION CARREE ET LEGEREMENT COUDEE 35 EST LOGEE DANS LES RAINURES CORRESPONDANTES 35 ET 37 AVEC UNE PRECONTRAINTE ELASTIQUE QUI TEND A ATTIRER LA POINTE 22 VERS L'ARRIERE.

Description

La présente invention se rapporte à une dent d'ex-

cavateur 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 siè- cle, 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 renouve-

ler 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 pré-

voir une cavité en forme de coin dans la région arrière

de la pointe pour recevoir un nez de configuration corres-

pondante 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 avanta-

geux d'utiliser un assemblage vissé.

On peut supposer que l'une des raisons de ceci con-

siste dans le fait que les filets de l'assemblage ne con-

tribuent 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 ali-

gnés percés à travers les parois de la pointe et à travers

le nez de l'adaptateur. Un blocage de ce genre était essen-

tiel pour résister à une force de dévissage. De cette fa-

çon, 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, po-

sition 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'un matériel coûteux et coût de la réparation dans les conditions difficiles du

chantier), on a tenté de créer des blocages et des accou-

plements appropriés pour résister à des forces exception-

nelles et qui ne se manifestaient que rarement. C'est ainsi qu'une dentqui 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 inaccep-

table, 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-à-

dire 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 con-

sistant en ce qu'on formait ainsi une zone faible immédia-

tement 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, entraînait 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 mé-

canique. 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'adap-

tateur 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 % plus forte qu'une dent comparable

et de même dimension de la technique antérieure. Par exem-

ple, 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 résis-

tance mécanique d'une dent classique d'une dimension supé-

rieure de 12,7 à 50,8 mm.

La présence du verrouillage extérieur en combinai-

son 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 démon-

table par simple translation de la pointe), un choc ten--

dant 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 con-

traire, avec l'arrangement suivant l'invention, le mouve-

ment que la pointe décrit en torsion applique des forces qui sont normalement des forces de cisaillement aux points o 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 com-

pression. 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 mé-

tal oppose une résistance beaucoup plus grande.

Dans la technique antérieure, les goupilles de blo-

cage 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 gou-

pilles étaient invariablement considérées comme des fac-

teurs 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 sten détache intempestivement.

L'invention apporte les résultats avantageux des

goupilles verticales de la technique antérieure, en utili-

sant des languettes dirigées vers l'arrière formées sur les cotés 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),

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ces nervures n'ont jamais été utilisées, à la connaissance

de la demanderesse, pour le verrouillage mais, au contrai-

re, 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 cons-

tructions 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'inven-

tion, on utilise une goupille ou clavette de verrouillage

en forme de U inversé, qui est placée à cheval sur l'adap-

tateur et est engagée dans des rainures ménagées dans les

languettes qui s'étendent vers l'arrière; cette construc-

tion 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 gou-

pille avec les filets d'une manière qui évite de soumettre

la goupille aux efforts de cisaillement transversal tradi-

tionnels. 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-

piète pas sur les zones de rupture potentielle décrites

plus haut.

Dans le cas o une forte contrainte de choc est concentrée à proximité de la pointe de la dent, il est avantageux de prévoir des moyens additionnels pour assurer

une stabilisation secondaire, d'une façon générale confor-

mément 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,

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ont été rendues beaucoup plus utiles en elles-mêmes dans

la dent suivant l'invention. Le mouvement de rotation né-

cessaire pour monter la pointe sur le nez ou l'en séparer

dans la dent suivant l'invention développe de bonnes sur-

faces opposées de portée de poutre, bien qu'elles consti-

tuent des courbes développées en hélice. Ceci a été gran-

dement facilité par la formation de filets à flancs pres-

que 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'extré-

mité 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'inven-

tion apparaîtront au cours de la description qui va suivre.

Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple, - la figure 1 est une vue 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 mon-

trant la force de compression radiale exercée sur la gou-

pille de blocage, cette vue étant prise suivant la ligne 3-3 de la figure 1; - la figure 4 est une vue en coupe suivant la ligne

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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 mon-

trant le râle d'un outil spécial; -

- la figure 6 est une autre vue en perspective mon- trant 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 dé-

signe 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'adap-

tateur 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 cavi-

té 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 lors-

qu'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 fileta-

ge hélicoïdal 28 pour établir la liaison entre la pointe

22 et l'adaptateur 21. Dans la forme de réalisation repré-

sentée, les filets ou les nervures hélicoïdales 28 sont

prévus sur le nez 27 de l'adaptateur tandis que les rai-

nures 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 circon-

férentiellement autour du nez 27 et de la cavité 26, cha-

cun 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 sur-

face 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. Tou-

tefois, 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 quan-

tité 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 circon-

férence et suivant l'axe d'une surface de révolution. Sui-

vant 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, générale-

ment 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 engen-

drées 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 170. 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 rainu-

res 30 de la pointe et on termine le montage en tournant la pointe 22 d'environ 450. 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 lan-

guettes 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'a-

daptateur, le chapeau d'usure 23 peut être monté sur l'a-

daptateur 21 aussi bien avant qu'après le montaga de la

pointe 22 sur cet adaptateur. Il suffit de monter le cha-

peau 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

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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 rai-

nurée 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 repré-

senté en 40 et 41 pour recevoir les rails ou ailes latéra-

les du chapeau d'usure. La paroi annulaire 45 qui est ve-

nue de matière juste en avant de la rainure 37 est enco-

chée comme indiqué en 42, 43 et 44 pour donner respective-

ment 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 seule-

ment de bloquer temporairement la pointe 22 sur l'adapta-

teur 21, mais également d'assurer la même fonction par rap-

port 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 en-

semble 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 mé-

plat 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 il peut ensuite tourner l'outil 48 de 900 pour lui faire 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'enfon-

cement à fond. La poignée 49 est munie d'une pointe d'ar-

rachage indiquée en 55 dont on peut se servir pour extrai-

re la clavette en U 24 de la façon représentée sur la fi-

gure 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 annu-

laire 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-

tion parce que cette gorge constitue un dégagement pour

recueillir le sable difficile à enlever, qui ferme norma-

lement 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

ensuite de logement pour la mise en place de la bague to-

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 ,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 % du nez. Dans tous les cas,

les surfaces de révolution s'étendent sur la majeure par-

tie 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

s'étendent sur toute la longueur du nez. La région sta-

bilisatrice 32 est de section rectangulaire. Toutefois, on peut utiliser avantageusement d'autres formes, par exemple des 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 pénétrabi-

lité. Les saillies ou rainures suivant le cas peuvent se trouver aux angles 58 de la région stabilisatrice 32, c'est-à-dire aux intersections entre lès cotés adjacents 59 et 60 de la pointe du nez, par exemple. Les côtés 59

(le côté supérieur et le côté inférieur de la pointe rec-

tangulaire) sont disposés à peu près perpendiculairement

à la composante de poutre d'une force appliquée à la poin-

te (plus plus de détails, voir le brevet US 3 079 710).

Les surfaces de portée 59 sont engendrées en fai-

sant 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 contrai-

rement à la section rectangulaire de la forme de réalisa-

tion 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 cla-

vette.

Dans la mise en oeuvre de l'invention, il se pro-

duit 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-

ple dans le cas du brevet US 2 145 663. Dans le cas de ce

brevet, la clavette de blocage était située sur l'axe Ion-

gitudinal de sorte que cette construction avait l'inconvé- nient 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 diri-

gée de haut en bas, tendait à faire avancer la surface su-

périeure de la pointe dirigée vers l'arrière et à faire re-

culer la surface inférieure, ce qui exerçait sur la cla-

vette une force de cisaillement indésirable. Ceci signi-

fiait que, si cette construction était utilisée industriel-

lement, la clavette aurait du être renforcée de manière à

résister au cisaillement, ce qui aurait nécessité de don-

ner une plus grande-ouverture à la pointe et aurait entrai-

né par conséquent un nouvel affaiblissement de la pointe.

L'effet de blocage suivant l'invention étant trans-

versal 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 se-

raient 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 lon-

gitudinales. La différence entre les phénomènes qui se pro- duisent lorsqu'une clavette ou goupille résiste à ces deux

types différents de forces peut être illustrée par l'exem-

ple d'un crayon posé sur le bord d'une table avec une par-

tie 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'applica-

tion 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 pas-

sent de leur orientation pratiquement verticale à une orien-

tation 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-à-

dire 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 entiè-

rement 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 ap-

partenant 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-

= 15

coidaux. 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 précontrain-

te et de la région stabilisatrice apporte la possibilité

de créer plusieurs modes de résistance aux forces qui ten-

dent 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 posi-

tion du point d'application et en intensité. Ensuite,-l'a-

justement entre les divers éléments de la dent est égale-

ment très variable. Etant donné que la pointe et l'adapta-

teur sont des produits manufacturés, leurs dimensions sont

affectées par des tolérances de sorte qu'une pointe rem-

plaçant 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 pré-

liminaires exécutés, ces trois modes se manifestent géné-

ralement en combinaison. Tout d'abord, les vecteurs réac-

tion 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. Deuxième-

ment, la réaction de l'ajustement et la force extérieure

peuvent avoir pour effet que la clavette précontrainte tra-

vaille dans les limites de sa précontrainte, en s'engageant

dans l'espace S situé en avant du verrouillage sur la fi-

gure 1, de sorte que la région stabilisatrice 32 peut dé-

velopper l'effort résistant. Troisièmement, la réaction d'ajustement et la force extérieure peuvent soumettre les

moyens de verrouillage à une contrainte de cisaillement.

-16 2481338

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 stabili-

sateurs. Des essais préliminaires révèlent que les contrain-

tes de choc même les plus sévères, celles qui sont concen- trées 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 stabi-

lisatrices résistent de façon particulièrement avantageuse à ce type de contrainte. Etant donné que les-filets sont

inscrits dans un cylindre (abstraction faite de la dépouil-

le de 20 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 concentra-

tion 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.

a

Claims (28)

REVENDICATIONS

1. Dent d'excavateur comprenant un adaptateur (21)

et une pointe (22), l'adaptateur comportant à une extré-

mité des moyens prévus pour le fixer à un godet ou équi-

valent 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'adapta-

teur, 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) complé-

mentaires les uns des autres, de forme générale hélicol-

dale, formés, les uns sur le nez et les autres dans la

cavité, au moyen desquels pour monter la pointe sur l'adap-

tateur, 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 emuêche la pointe de tourner en sens in-

verse lorsqu'elle est montée sur l'adaptateur.

2. Dent suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'adaptateur porte ledit nez (27) situé en avant d'une région relativement massive et en ce que la pointe

présente ladite cavité (26), lesdits moyens de verrouilla-

ge étant situés dans ladite région massive.

3. Dent suivant la revendication 2, caractérisée en ce que lesdits moyens de verrouillage comprennent des

parties (34, 36) coopérant ensemble, prévues respective-

ment sur la pointe et sur l'adaptateur, et adaptées pour recevoir des moyens de verrouillage (24) constitués par

une barre.

4. Dent suivant la revendication 3, caractérisée en ce que ladite barre présente dans son ensemble la forme d'un U et constitue un organe de fixation (24) comportant des branches (38) qui s'étendent à partir d'une partie

intermédiaire courbe.

248 1338

5. Dent suivant la revendication 4, caractérisée

en ce que ledit adaptateur présente une cavité transver-

sale (37) située en arrière du nez et destinée à recevoir ladite partie intermédiaire dudit organe de fixation (24) en U. - 6. Dent suivant la revendication 5, caractérisée en ce que les branches (38) de l'organe de fixation (24)

en U sont déformées entre leurs extrémités, lesdites par-

ties (34, 36) coopérant ensemble comprenant des languettes (34) dirigées vers l'arrière et qui sont venues de matière avec la pointe (22), chacune de ces languettes ayant une forme appropriée pour recevoir ladite partie déformée d'une

branche de l'organe de fixation en U (24).

7. Dent suivant la revendication 6, caractérisée en ce que chacune des languettes (34) comporte une rainure

(35) destinée à recevoir la branche correspondante de l'or-

gane de fixation (24) en U, cette rainure (35) ayant des

dimensions appropriées pour permettre un redressement par-

tiel de ladite partie déformée de ladite branche.

8. Dent suivant la revendication 7, caractérisée en ce que chaque rainure (35) présente une paroi arrière ayant dans son ensemble une forme en U pour épouser à peu près la

forme de ladite partie déformée de ladite branche.

9. Dent suivant la revendication 2, caractérisée en

ce que le nez (27) et la cavité (26) de la pointe (22) com-

portent à leurs extrémités des surfaces de portée à peu

près planes qui sont à peu près perpendiculaires à la com-

posante perpendiculaire d'une force appliquée à la pointe (22). 10. Dent suivant la revendication 9, caractérisée en

ce que les filets à peu près hélicoïdaux (28, 30) s'éten-

dent jusqu'aux extrémités étroites du nez (27) et de la cavité (26) de la pointe et en ce que les filets adjacents

bordent chacune desd'ites surfaces de portée.

11. Dent suivant la revendication 10, caractérisée

en ce que les filets (28, 30) présentent une section trans-

versale qui varie au fur et à mesure que l'on se déplace

vers l'arrière.

12. Dent suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le nez (27) et la cavité (26) possèdent des

extrémités étroites qui présentent, en section transver-

sale, une forme à peu près polygonale de manière à définir des arêtes ou sommets d'intersection, lesdits filets (28,

) s'étendant à peu près le long desdites arêtes ou som-

mets. 13. Dent suivant la revendication 12, caractérisée

en ce que lesdites extrémités étroites présentent des sur-

faces comprises entre lesdites arêtes et qui se rejoignent

dans les filets (28, 30).

14. Dent suivant la revendication 12, caractérisée en ce que, en arrière desdites extrémités étroites, le nez (27) et la cavité (26) présentent une surface de révolution engendrée par rotation autour dudit axe, ladite surface de révolution représentant entre environ 60 % et environ 85 %

de la longueur du nez (27) et de la cavité (26).

15. Dent d'excavateur, comprenant une pointe (22) et un adaptateur (21), cet adaptateur étant muni à son -extrémité-arrière de moyens permettant de le fixer à un équipement d'excavation et présentant un nez (27) à son

extrémité avant, ladite pointe (22) présentant à son ex-

trémité avant une-arête (25) destinée à attaquer le sol et,

à son extrémité arrière, une cavité (26) destinée à rece-

voir ledit nez (27), cette dent étant caractérisée en ce que ladite pointe (22) présente des languettes (34) qui font saillie en arrière de ladite cavité (26), de part et d'autre de celle-ci, une clavette (24) qui sert à relier les languettes (34) à l'adaptateur (21), plusieurs filets (28, 30) prévus respectivement sur le nez (27) et dans la cavité (26), de forme générale hélicoldale, qui coopèrent entre eux et au moyen desquels la.pointe (22) tourne autour d'un axe longitudinal lorsqu'on la monte sur l'adaptateur

(21), la clavette (24) étant espacée dudit axe longitudi-

nal pour ne pas couper celui-ci, les extrémités étroites du nez (27) et de la cavité (26) étant d'une forme à peu près polygonale de façon à former des surfaces de portée

de poutre, le reste du nez et de la cavité étant une sur-

face de révolution engendrée par rotation autour dudit axe longitudinal, lesdits filets (28, 30) se prolongeant jusqu'auxdites extrémités étroites, à peu près aux sommets

de ladite forme polygonale.

16. Pointe de dent d'excavateur comprenant un élé-

ment unitaire de forme relativement allongée qui présente à une extrémité une arête (25) destinée à attaquer le sol

et, à son autre extrémité, des moyens servant à l'accou-

pler à un adaptateur, cette pointe étant caractérisée en ce que lesdits moyens d'accouplement comprennent plusieurs filets (28, 30), de forme générale hélicoïdale, disposés

autour d'un axe longitudinal, de sorte que la pointe tour-

ne lorsqu'on la monte sur l'adaptateur, et des moyens pré-

vus sur la pointe, en dehors dudit axe longitudinal et servant à verrouiller ladite pointe (22) sur l'adaptateur (21) d'une façon démontable de manière à s'opposer à la

rotation de la pointe en sens inverse.

17. Dent suivant la revendication 16, caractérisée en ce que lesdits moyens d'accouplement comprennent une cavité (26) de forme convergente, qui est ouverte à ladite

autre extrémité de la pointe et qui s'étend vers la pre-

mière extrémité de cette pointe.

18. Pointe de dent d'excavateur suivant la reven-

dication 17, caractérisée en ce que lesdits moyens de

verrouillage sont placés en arrière de ladite cavité (26).

19. Pointe de dent d'excavateur suivant la revendi-

cation 18, caractérisée en ce que lesdits moyens de ver-

rouillage comprennent des languettes (34) qui font saillie

vers l'arrière.

20. Pointe de dent de verrouillage suivant la re-

vendication 19, caractérisée en ce que lesdites languettes

(34) présentent un profil approprié pour recevoir une bar-

re qui sert à verrouiller ladite pointe (22) sur un adap-

tateur (21).

21. Pointe de dent d'excavateur suivant la revendi-

cation 17, caractérisée en ce que ladite cavité (26) pré-

sente une extrémité qui est de section à peu près polygo-

nale et s'étend transversalement audit axe longitudinal

pour former des surfaces de portée de poutre, lesdits fi-

lets (28, 30) s'étendant à peu près le long des angles de

ladite section polygonale, cette section polygonale pré-

sentant au moins quatre côtés.

22. Pointe de dent d'excavateur comprenant un corps métallique d'un seul bloc, présentant la forme générale d'un coin, qui présente une partie terminale (25) d'attaque du sol à son extrémité avçant et une cavité <26) dont la section décroît vers l'avant, qui s'étend vers l'avant à

partir de son extrémité arrière, cette pointe étant carac-

térisée en ce qu'elle présente des filets hélicoïdaux (30) ménagés dans ladite cavité (26) pour monter ladite pointe (22) sur l'adaptateur (21) par un mouvement de rotation, et des languettes (34) venues de matière avec ledit corps,

qui s'étendent en arrière de ladite cavité (26) et présen-

tent des rainures (35) adaptées pour recevoir une clavette

de verrouillage, l'extrémité étroite de la cavité présen-

tant des surfaces à peu près planes disposées à peu près perpendiculairement à ladite composante perpendiculaire d'une force appliquée, lesdites surfaces étant bordées par

lesdits filets (28, 30).

23. Pointe de dent suivant la revendication 22, ca-

ractérisée en ce que lesdites rainures (35) comprennent une paroi arrière de profil approprié pour recevoir une

clavette courbe.

24. Pointe de dent suivant la revendication 23, ca-

ractérisée en ce que le profil de la paroi arrière de la rainure est défini par des surfaces à peu près planes qui

convergent vers l'arrière.

25. Pointe de dent d'excavateur suivant la revendi-

cation 22, caractérisée en ce que lesdites languettes (34)

présentent une forme convergente vers l'arrière.

26. Pointe de dent d'excavateur comprenant un élé-

ment d'un seul bloc de forme relativement allongée, qui présente à son extrémité avant une arête (25) destinée à attaquer le sol et à son extrémité arrière une cavité (26)

destinée à recevoir le nez (27) d'un adaptateur (21), cet-

te pointe étant caractérisée en ce que ladite cavité pré-

sente des formes qui convergent de l'extrémité arrière

vers l'avant sur la majeure partie de sa longueur et pré-

sentant une surface de révolution engendrée par rotation autour de l'axe longitudinal de la pointe, cette cavité étant interrompue dans des zones espacées par au moins quatre rainures hélicoïdales (30), des languettes (34) prévues sur la pointe (22), situées en arrière de ladite

cavité (26), qui décroissent vers l'arrière pour verrouil-

ler ladite pointe (22) sur un adaptateur (21) par une liaison démontable pour empêcher ladite pointe (22) de se détacher de l'adaptateur (21) par un mouvement de rotation, et des surfaces stabilisatrices situées à l'extrémité

avant de ladite cavité (26).

27. Pointe de dent d'excavateur suivant la revendi-

cation 26, caractérisée en ce que lesdites languettes (34)

présentent des rainures verticales (35) adaptées pour re-

cevoir une barre. -

23. Pointe de dent d'excavateur suivant la revendi-

cation 26, caractérisée en ce que lesdites rainures (30)

sont contenues dans une surface d'enveloppe de forme géné-

rale cylindrique.

29. Pointe de dent d'excavateur comprenant un élé-

ment monobloc de forme relativement allongée, qui pré-

sente à une première extrémité une arête (25) destinée à attaquer le sol et, à son autre extrémité, des moyens destinés à accoupler cette pointe à un adaptateur, cette

pointe étant caractérisée en ce que lesdits moyens d'ac-

couplement comprennent plusieurs filets (28, 30) de forme

générale hélicoïdale, disposés autour d'un axe longitudi-

nal, agissant sur la pointe (22) pour la faire tourner

lorsqu'on la monte sur l'adaptateur (21), et des lan-

guettes (34) destinées à recevoir une clavette (24) sur ladite pointe en dehors desdits moyens d'accouplement, 23=

pour verrouiller la pointe sur l'adaptateur par une liai-

son démontable, d'une façon qui s'oppose à la rotation en sens inverse de cette pointe, ladite clavette (24) étant placée par rapport audit axe de manière qu'un début de rotation en sens inverse de ladite pointe transforme en

une contrainte de compression une contrainte qui sollici-

terait normalement en cisaillement une clavette située

sur ledit axe.

30. Dent d'excavateur comprenant un adaptateur et une pointe, ledit adaptateur comportant, à une première extrémité, des moyens permettant de la fixer à un godet

ou équivalent et, à son autre extrémité, des moyens per-

mettant de l'accoupler à ladite pointe, cette pointe pré-

sentant, à une première extrémité, un bord destiné à atta-

quer le sol et, à son autre extrémité, des moyens servant

à l'accoupler à l'adaptateur, cette dent étant caractéri-

sée en ce que lesdits moyens d'accouplement comprennent un nez (27) prévu sur l'un des éléments et une cavité (26)

prévue dans l'autre des éléments, des moyens de verrouil-

lage situes à l'extérieur de ladite dent et qui assemblent les deux éléments (21, 22) par une liaison démontable et d'une façon qui s'oppose à la séparation intempestive de ces deux éléments, lesdits moyens de verrouillage (24)

comprenant des languettes (34) prévues sur l'un des élé-

ments (22), des cavités (36, 37) prévues sur l'autre des

éléments (21), et des moyens (24) de verrouillage précon-

traints constitués par une barre formant clavette inter-

posés entre les languettes (34) et les cavités (36, 37), et des moyens stabilisateurs (32,- 60) prévus sur le nez

(27) et dans la cavité (26).

31. Dent d'excavateur suivant la revendication 29, caractérisée en ce que chaque languette (34) présente une rainure (35) destinée à recevoir ladite barre formant

clavette, cette clavette comprenant un élément (24) pré-

sentant la forme générale d'un U qui comprend une partie intermédiaire et des branches s'étendant à partir de celle-ci, lesdites branches étant reçues dans lesdites rainures (35), la partie de chaque branche logée dans la

rainure correspondante étant déformée de manière à engen-

drer ladite précontrainte, lesdites rainures (35) étant

agencées de manière que ladite partie déformée des bran-

ches puisse se redresser partiellement lorsque la pointe (22) effectue un mouvement de séparation par rapport à

l'adaptateur (21).