FR2663381A1 - Ecrou de support reglable pour tige de verin, procede pour le fabriquer, et benne preneuse ainsi equipee. - Google Patents

Abstract

Un écrou de support réglable (20) est monté sur un embout fileté (25) d'une tige de vérin (3) actionnant une benne preneuse (1) d'un engin de chantier. L'écrou (20) soutient une pièce (23) formant support central pour deux godets (15) qui sont articulés à cette pièce (23) et reliés par l'intermédiaire de bielles (11) à une pièce-support (9) solidaire du cylindre (7) du vérin (2). L'écrou borgne (20) comprend deux corps élémentaires entièrement séparables reliés par des vis (31) réparties le long de la longueur axiale du filetage. Lorsque l'écrou (20) est monté sur l'embout fileté (25), deux fentes longitudinales opposées subsistent entre les deux corps élémentaires. En agissant sur l'épaisseur des fentes par les vis (31) on peut bloquer ou débloquer à volonté l'écrou borgne (20). Application au réglage instantané de la position de l'écrou (20) sur l'embout fileté (25), notamment pour rattraper le jeu dû à l'usure des faces frottant l'une sur l'autre de l'écrou (20) et du support central (23).

Description

La présente invention concerne un écrou de support, réglable, pour une tige de vérin.

L'invention concerne également un procédé pour fabriquer un tel écrou.

L'invention concerne en outre une benne preneuse, comprenant un vérin équipé d'un tel écrou.

Les bennes preneuses connues comportent genéralement deux godets suspendus de façon articulée à l'extrémité de la tige d'un vérin double effet et reliés par des bielles au corps du vérin. Ces godets peuvent ainsi pivoter à volonté autour de deux axes très voisins, solidaires de la tige du vérin, équivalents à un axe commun. Les godets peuvent ainsi soit se rejoindre selon un plan de joint sensiblement vertical pour saisir des matériaux, soit s'écarter l'un de l'autre pour relâcher ces matériaux et le cas échéant retourner prendre une pelletée suivante de ces matériaux. Habituellement, la tige du vérin est fixée au bras de la pelleteuse et le corps se déplace le long de la tige.

Les deux axes voisins pour l'articulation des deux godets sont en général supportés par un support central reposant librement sur un écrou vissé sur un embout inférieur fileté de la tige du vérin. La position de l'écrou sur la tige est réglée de façon que les godets soient juste fermés lorsque le corps du vérin est en position extrême inférieure par rapport à la tige, ce qui correspond pour les godets à une position d'ouverture maximale lorsque le corps du vérin est sensiblement à son autre position extrême.

Dans un tel dispositif, l'écrou et l'embout fileté sont soumis à des contraintes très fortes, car ils transmettent l'effort du vérin, qui peut être très important, et ils sont très exposés aux chocs contre les matériaux à saisir. De plus, les godets subissent en service de légères rotations autour de l'axe du vérin qui se traduisent par un frottement sous très forte charge entre le support central auquel les godets sont articulés et l'écrou, lequel ne peut pas suivre ces mouvements de rotation puisqu'il est bloqué sur la tige du vérin. Il en résulte à l'interface entre le support et l'écrou une forte usure qui nécessite de régler périodiquement l'écrou, faute de quoi la benne preneuse ne pourrait plus se fermer complètement après un certain temps d'utilisation.

Les très fortes contraintes auxquelles l'écrou est exposé ont diverses conséquences défavorables: risque de desserrage de l'écrou en raison de contraintes alternées, ou au contraire encrassement et grippage des filetages empêchant de régler l'écrou après un certain temps d'utilisation, et enfin et surtout destruction des filetages de l'écrou et de l'embout fileté.

Dans les conditions habituelles d'utilisation sur des chantiers de construction, l'écrou et l'embout fileté ont ainsi une faible durée de vie. Cela entraîne la nécessité de remplacer fréquemment l'écrou de support et la totalité de la tige de vérin, ce qui représente plus de la moitié du prix du vérin.

A ce coût direct s'ajoutent le coût d'immobilisation de l'engin et des véhicules de transport associés (camions) ainsi que le coût du transfert en atelier de réparation de l'ensemble benne preneuse" à remettre en état.

Pour tenter de remédier à ces inconvénients, on a proposé d'utiliser un écrou comportant, à sa partie inférieure, une fente diamétrale délimitant deux jupes que l'on peut solliciter lune vers l'autre au moyen d'un boulon orienté tangentiellement par rapport à la tige du vérin. Après réglage de la position de l'écrou, le serrage du boulon permet de bloquer les filetages de l'écrou et de l'embout fileté et empêcher le desserrement de l'écrou. Une goupille complète l'immobilisation de l'écrou. Un capot en tôle est enfilé sur l'écrou pour coiffer celui-ci et l'extrémité de la tige et protéger l'ensemble à l'égard des chocs et de l'encrassement.

Cependant, l'expérience montre que l'inconvénient majeur de l'usure rapide de l'écrou et de l'embout fileté et notamment de leurs filetages, n'est guère réduit par les modifications proposées, et la nécessité subsiste de leur fréquent remplacement.

Après le serrage des deux jupes, l'effort est concentré sur les deux ou trois filets d'extrémité du filetage de l'écrou et la résistance de deux ou trois filets seulement ne suffit pas pour soutenir de pareils efforts.

La présente invention a pour but de réaliser un écrou de support réglable pour extrémité de tige de vérin, notamment pour benne preneuse, ayant une durée de vie accrue par rapport à celle des écrous de ce genre connus.

La présente invention a pour premier objet un écrou de support réglable pour extrémité de tige de vérin, en particulier pour benne preneuse d'engin de chantier, comprenant au moins deux fentes longitudinales séparant deux corps élémentaires de l'écrou munis chacun d'une partie du filetage de l'écrou, et des moyens de serrage sollicitant les deux corps élémentaires l'un vers l'autre moyennant rétrécissement des fentes pour bloquer sélectivement l'écrou sur la tige du vérin, caractérisé en ce que les deux corps élémentaires sont entièrement séparables l'un de l'autre et en ce que les moyens de liaison sont répartis le long de la longueur axiale du filetage.

La présente invention a pour deuxième objet une benne preneuse comprenant deux godets articulés à un support central reposant sur un écrou vissé à une extrémité de la tige d'un vérin, et deux bielles s'étendant chacune entre l'un des godets et le corps du vérin, caractérisée en ce que l'écrou est conforme au premier objet.

La présente invention a aussi pour objet un procédé pour la réalisation d'un écrou tel que l'écrou selon le premier objet, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes:
- on assemble deux ébauches selon un plan de joint;
- on forme dans les deux ébauches assemblées un alésage fileté borgne dont l'axe est sensiblement situé dans le plan de joint;
- on forme à travers le plan de joint, de part et d'autre du trou fileté, des trous borgnes orientés tangentiellement par rapport à l'alésage fileté et taraudés dans ivune des ébauches
- on sépare les deux ébauches.

Dans l'écrou selon l'invention, comme les moyens de liaison sont répartis le long de la longueur axiale du filetage et que les deux corps élémentaires sont séparés sur toute la longueur axiale du filetage, les contraintes auxquelles ce filetage est soumis en un point donné sont fortement réduites. Il en est d'ailleurs de même des contraintes correspondantes du filetage de la tige de vérin. En d'autres termes le blocage est assuré sur toute la longueur du filetage et non plus sur quelques filets à l'extrémité de chacune des jupes de l'état de la technique.

D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront dans la description que l'on va donner maintenant, à titre non limitatif, de modes de réalisation de cette invention, en se référant aux dessins annexés sur lesquels:
- la figure 1 est une vue en élévation d'une benne preneuse selon l'invention en position d'ouverture, le godet droit de la benne présentant un arrachement et une coupe partielle;
- la figure 2 est une vue en perspective à échelle agrandie de l'écrou de la benne de la figure 1;
- la figure 3 est une coupe selon le plan transversal médian M de l'écrou de la figure 2, une seule des vis étant représentée;
- la figure 4 est une vue de l'un des corps individuels de l'écrou selon le plan IV-IV de la figure 3;
- la figure 5 est un agrandissement du détail
V de la figure 3;;
- les figures 6 et 7 représentent schématiquement en perspective diverses étapes d'un procédé de réalisation d'un écrou conforme à l'invention;
- les figures 8 à 10 représentent schématiquement en coupe longitudinale diverses étapes d'une variante du procédé de réalisation d'un écrou conforme à l'invention.

Une benne preneuse 1 conforme à l'invention (voir figure 1) comprend un vérin 2 ayant une tige centrale 3 accrochée par une extrémité supérieure 5 à un bras mobile d'un engin de chantier non représenté, tel qu'une pelleteuse.

Le vérin 2 est du type à double tige, c'est-àdire que la tige 3 sort par les deux extrémités d'un corps 7 du vérin, le corps 7 pouvant coulisser le long de la tige, laquelle est élargie à l'intérieur du corps pour former un piston. De plus, le vérin est à double effet, c'est-à-dire que le corps est déplaçable à force dans un sens ou dans l'autre le long de la tige, selon que de l'huile sous pression est envoyée dans lune ou dans l'autre des extrémités du corps du vérin.

La benne comprend en outre deux godets 15 qui sont articulés chacun par un axe 19 à un support central 23 traversé de manière librement coulissante par la tige 3 du vérin. Le support 23 repose librement, avec possibilité de rotation autour de l'axe Z du vérin, sur un écrou conforme à l'invention 20 qui est vissé sur un embout fileté 25 formé'à l'extrémité inférieure de la tige de vérin 3. Les deux axes 19 sont parallèles l'un à l'autre et voisins l'un de l'autre.

L'extrémité supérieure du corps 7 est solidaire d'une pièce formant support d'articulation 9 pour deux paires de bielles 11 symétriques par rapport à l'axe longitudinal Z du vérin. Une bielle de chaque paire est visible à la figure 1, l'autre étant cachée par celle qui est visible. Les deux bielles d'une même paire pivotent autour d'un même axe 12 porté par le support 9 et sont articulées, à leurs extrémités opposées à l'axe 12, à un même axe 17, supporté par la paroi de fond de l'un respectif des deux godets 15, disposés symétriquement par rapport à l'axe Z du vérin 2.

Pour passer de la position d'ouverture maximale représentée à une position de fermeture non représentée de la benne 1, on fait descendre le corps 7 le long de la tige 3 pour que les bielles 11 fassent pivoter les godets 15 autour de leur axe respectif 19 jusqu'à ce que les bords ouverts 26 des godets 15 soient jointifs dans un plan contenant l'axe du vérin 2.

Pendant ce mouvement, toute la force du vérin peut être nécessaire si les matériaux à saisir dans la benne offrent une résistance maximale. Cette force appliquée par les bielles 11 est transmise par les godets 15 au support 23 qui la transmet lui-même intégralement à l'écrou 20, donc au filetage reliant l'écrou 20 à l'embout 25. Pendant ces efforts, la résistance rencontrée par les godets est en général non symétrique et il en résulte de légères rotations, autour de l'axe Z du vérin, sous très forte pression, entre le support central 23 et l'écrou 20, d'où une usure de leurs faces de contact mutuel, et la nécessité de régler périodiquement l'écrou pour que chaque position du corps 7 le long de la tige 2 corresponde à une position bien déterminée des godets 15 autour de leurs axes 19.

L'écrou 20 a, extérieurement, la forme d'un parallélépipède (voir les figures 2 à 5). I1 présente un alésage fileté borgne 30 pour le vissage de l'écrou sur l'embout fileté 25. L'écrou 20 comprend deux corps élémentaires 27 et 29, également de forme générale parallélépipédique, qui peuvent être rapprochés l'un de l'autre selon un plan de joint P contenant l'axe Z de 1 t alésage 30, qui est en service l'axe du vérin. Chaque corps élémentaire 27, 29 comprend ainsi un demi-alésage se terminant à son extrémité inférieure par un demi-fond 32. Les corps élémentaires 27, 29 sont rendus solidaires l'un de l'autre par six vis à tête creuse 31 orientées tangentiellement par rapport à l'alésage 30 et réparties le long de cet alésage, de part et d'autre de celui-ci.

Pour cela, le corps élémentaire 27 comprend des conduits traversants 33, en regard de trous filetés borgnes 35 qui sont pratiqués dans le corps élémentaire 29 et s'ouvrent dans la surface de joint plane de celui-ci.

Chaque vis 31 présente une gorge annulaire 36 sensiblement située dans le plan de joint, qui reçoit un joint torique 37 s'appuyant sur un chanfrein 38 pratiqué autour de l'ouverture du trou fileté borgne 35 correspondant (figure 5).

Les joints toriques 37 assurent notamment la protection des filetages des vis 31 et des trous 35, en évitant leur encrassement par les poussières agressives présentes sur les chantiers.

Le diamètre extérieur des chanfreins 38 est égal au diamètre des conduits traversants 33, lequel est légèrement plus grand que le diamètre des trous filetés borgnes 35.

Bien que le rayon générateur R des filetages 28 des deux corps élémentaires 27, 29 soit égal au rayon du filetage de l'embout 25 de façon que, lorsque l'écrou est constitué, on puisse le visser normalement sur cet embout fileté, la longueur circonférentielle du filetage 28 de chaque corps élémentaire est légèrement inférieure, d'une largeur e (figure 5) à la demi-longueur circonférentielle du filetage de l'embout fileté 25.

Lorsqu'on constitue l'écrou 20 en reliant les corps élémentaires 27 et 29 au moyen des vis 31, on forme entre ceux-ci (figure 3) deux fentes axiales de faible épaisseur 39, ainsi qu'une fente d'extrémité 34 entre les demi-fonds 32, ces trois fentes étant dans le même plan P passant par l'axe Z de l'alésage 30. On peut régler l'épaisseur de ces fentes dans un certain intervalle comprenant la valeur e, en vissant plus ou moins fortement les vis 31.

Initialement, on visse les vis 31 de façon que les fentes aient une épaisseur au moins égale à e. Cela permet de visser commodément l'écrou 20 sur l'embout fileté 25 et de régler la position de l'écrou de façon à permettre l'application complète des godets 15 l'un contre l'autre lorsque la benne est à l'état fermé, ainsi qu'une ouverture optimale des godets lorsque la benne est à l'état ouvert. Le réglage de position cidessus étant réalisé, un mouvement de vissage de faible amplitude des vis 31 suffit pour provoquer le blocage de l'écrou 20 sur l'embout fileté 25.Comme ce blocage est effectué sur toute la longueur filetée et sur toute sa circonférence, il s'agit drun blocage énergique, sans pour autant que les filetages soient soumis aux contraintes localisées très élevées qui résultaient de l'art antérieur. Dans la pratique, le blocage de l'écrou résiste aux contraintes et aux chocs auxquels l'écrou peut être soumis, tout en étant parfaitement réversible par desserrage des vis 31.

De préférence, on garnit de graisse l'alésage borgne 30 de l'écrou 20 ainsi que les trous filetés borgnes 35 du corps élémentaire 29, lors du montage initial de l'écrou 20 sur l'embout fileté 25. Ceci assure une protection accrue des filetages et facilite le desserrage ultérieur de l'écrou pour un nouveau réglage de sa position, en vue notamment de rattraper le jeu provenant de l'usure des faces adjacentes de l'écrou 20 et du support central 23.

Grâce à la structure particulière de l'écrou de l'invention, il devient possible de procéder aux interventions nécessaires après une certaine durée d'exploitation, sur le site même du chantier, ce qui constitue un avantage considérable pour l'utilisateur, l'immobilisation étant réduite au minimum. De plus, l'intervention se limitera généralement à un simple réglage de la position de l'écrou et ne devra pas consister en un remplacement de cet écrou, qui est un organe relativement coûteux.

L'invention évite également la nécessité d'interposer des rondelles entre l'écrou 20 et le support 23 pour rattraper l'usure de leurs faces de contact. L'invention évite aussi la nécessité d'un capot de protection de l'écrou, capot qui généralement était perdu après un certain temps d'utilisation de la benne preneuse. L'invention évite encore la nécessité de mettre une goupille, laquelle selon l'art antérieur traversait l'embout fileté par une fente qui affaiblissait l'embout fileté et lui permettait de se contracter et de se déformer sous l'effet du serrage des demi-jupes l'une vers l'autre.

Pour réaliser l'écrou de l'invention, on peut utiliser le procédé suivant, faisant également partie de la présente invention (voir les figures 6 et 7).

On assemble deux ébauches identiques ayant une forme de parallélépipède 40, 41 selon deux de leurs faces homologues, que l'on maintient légèrement écartées l'une de l'autre, d'une distance e, au moyen de cales 42 disposées entre ces faces par exemple en leurs quatre angles ou plus généralement en dehors des zones devant être affectées par l'alésage borgne 30, les conduits traversants 33 et les trous borgnes 35. Les deux ébauches sont rendues solidaires l'une de l'autre au moyen de points de soudure 43. A titre d'exemple, les cales 42 peuvent avoir une épaisseur e de 5/10 mm.

On réalise, l'alésage borgne 30 puis dans celui-ci un filetage interne de rayon R, égal au rayon de l'embout fileté 25, aux jeux usuels près.

On perce ensuite, dans l'ébauche 40, les six conduits traversants 33, et à travers ceux-ci, dans l'ébauche 41, six trous borgnes destinés, après taraudage, à constituer les trous filetés borgnes 35.

La formation des conduits traversants 33, y compris l'élargissement pour la tête des vis, et la formation des six trous filetés borgnes 35, y compris leur chanfrein 38, sont possibles en une seule passe au moyen de six forets parallèles, dont chacun a un profil convenablement étagé par des épaulements. On fait pénétrer ensemble les six forets à travers l'ébauche 40 puis l'ébauche 41 sur une longueur de pénétration totale bien déterminée.

On procède ensuite au meulage des points de soudure 43 de façon à séparer les ébauches 40, 41 devenues les demi-corps 27 et 29, et à ôter les cales d'épaisseur 42 (qui seront réutilisables pour fabriquer un écrou suivant), et on met en place les vis 31 pour constituer l'écrou 20.

Selon une variante de procédé conforme à l'invention (voir les figures 8 à 10), après avoir solidarisé les deux ébauches 40 et 41 au moyen de points de soudure 43, mais sans interposition de cales, on réalise comme précédemment l'alésage fileté borgne 30 de rayon R, les six conduits traversants 33 et les six trous filetés borgnes 35, le meulage des points de soudure 43 et la séparation des deux ébauches 40 et 41.

Puis, comme représenté à la figure 10 dans la région du plan de joint des deux ébauches, on enlève une certaine épaisseur de matière, relativement faible, par fraisage de la surface de joint de l'une au moins des ébauches. Après cela, on assemble les deux ébauches, devenues les demi-corps 27 et 29, pour former l'écrou 20 au moyen des vis 31. Cet enlèvement de matière réduit la longueur circonférentielle du filetage de l'écrou, ce qui entraîne la formation de deux fentes axiales diamétralement opposées, lorsque l'écrou est monté sur l'embout fileté (de rayon de filetage R).

De préférence, on a enlevé une épaisseur de matière qui décroît depuis l'ouverture de l'alésage borgne 30 jusqu'à son autre extrémité (Fig. 10). A titre d'exemple, on peut réaliser, sur l'une des ébauches 40 et 41, un enlèvement de matière dont l'épaisseur décroît de 4/10 mm à l'ouverture de l'alésage borgne 30 jusqu'à 1/10 mm pour le fond de l'écrou. De la sorte, le fond de l'écrou borgne est sensiblement fermé en service, ce qui empêche la pénétration de matériaux dans l'écrou borgne à travers le fond.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation que l'on vient de décrire, et on peut leur apporter de nombreuses modifications sans sortir du cadre de cette invention.

Les vis de fixation 31 des deux corps élémentaires 27 et 29 pourraient être en nombre supérieur à six, ou au contraire en nombre inférieur à six.

Le fond de l'alésage borgne de l'écrou pourrait être constitué d'un seul tenant et solidaire d'un seul corps élémentaire 27 ou 29.

Claims (13)

REVENDICATIONS

1. Ecrou de support réglable pour extrémité de tige (3) de vérin, en particulier pour benne preneuse d'engin de chantier, comprenant au moins deux fentes longitudinales (39) séparant deux corps élémentaires (27, 29) de l'écrou (20) munis chacun d'une partie du filetage de l'écrou, et des moyens de serrage (31) sollicitant les deux corps élémentaires (27, 29) l'un vers l'autre moyennant rétrécissement des fentes (39) pour bloquer sélectivement l'écrou (20) sur la tige (3) du vérin, caractérisé en ce que les deux corps élémentaires (27, 29) sont entièrement séparables l'un de l'autre et en ce que les moyens de liaison (31) sont répartis le long de la longueur axiale du filetage.

2. Ecrou conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est du type borgne et comporte un fond (32) défini par l'un au moins des corps élémentaires (27, 29).

3. Ecrou conforme à la revendication 2, caractérisé en ce que chaque corps élémentaire (27, 29) définit un demi-fond (32), et en ce que les deux fentes longitudinales (39) et une fente transversale (34) entre les deux demi-fonds (32) sont situées dans un même plan axial (P)du filetage.

4. Ecrou conforme à la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la longueur circonférentielle du filetage diminue depuis le fond (32) vers l'extrémité axiale ouverte du filetage.

5. Ecrou conforme à l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les deux corps élémentaires (27, 29) ont une forme générale parallélépipédique.

6. Ecrou conforme à l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens de serrage comprennent des vis (31) traversant chacune l'une des fentes longitudinales (39) et engagées chacune dans un conduit traversant (33) de l'un des corps élémentaires (27) et dans un trou fileté borgne (35) de l'autre corps élémentaire (29).

7. Ecrou conforme à la revendication 6, caractérisé en ce que chaque vis (31) est entourée par un joint (37) adjacent à la fente longitudinale (39) correspondante pour rendre étanche le trou fileté borgne correspondant (35).

8. Benne preneuse comprenant deux godets (15) articulés à un support central (23) reposant sur un écrou (20) vissé à une extrémité (25) de la tige (3) d'un vérin, et deux bielles (11) s'étendant chacune entre l'un des godets (15) et le corps (7) du vérin, caractérisée en ce que l'écrou (20) est conforme à l'une des revendications 1 à 7.

9. Procédé pour la réalisation d'un écrou selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes:

- on assemble deux ébauches (40, 41) selon un plan de joint (p)

- on forme dans les deux ébauches assemblées un alésage fileté borgne (30) dont l'axe (Z) est sensiblement situé dans le plan de joint (P);

- on forme à travers le plan de joint, de part et d'autre de l'alésage fileté, des trous borgnes (33, 35) orientés tangentiellement par rapport au trou fileté et taraudés dans l'une des ébauches;

- on sépare les deux ébauches (40, 41).

10. Procédé conforme à la revendication 9, caractérisé en ce que, pour assembler les deux ébauches, on forme des points de soudure (43) le long du pourtour du plan de joint (P).

11. Procédé conforme à l'une des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce qu'avant d'assembler les ébauches (40, 41), on place entre elles au moins une cale d'épaisseur (42).

12. Procédé conforme à l'une des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce qu'après avoir séparé les deux ébauches (40, 41), on procède à un enlèvement de matière sur l'une au moins des ébauches (41) le long du plan de joint.

13. Procédé conforme à la revendication 11, caractérisé en ce que lors de l'enlèvement de matière, on enlève une épaisseur de matière qui décroît depuis l'ouverture de l'alésage borgne jusqu a son autre extrémité.