Brevet FR2115295A1 — publié le 19720707

/x 911*500^ la présente invention concerne les roues'voiirprrAam.r des chemins de roulement souples utilisées en particulier sur les engins de terrassement. Les chemins de roulement, de structure analogue à celle 5 d'une chenille,montés de façon élastique sur les pneumatiques ou éléments d'espacement analogues,tendent parfois à patiner sur ces derniers. Ce patinage est dû en grande partie à la puissance d'attaque développée par le véhicule sur lequel ces chemins de roulement sont montés, dans le cadre des travaux très divers effec 10 tués par ce dernier. Ce patinage intervient notamment lorsque le véhicule opère sur des terrains bouetix. Pour résoudre cette difficulté, on a cherché à augmenter l'interaction des surfaces de contact, par exemple entre la bande de roulement du pneumatique et les semelles du chemin de roulement 15 qui 1 'entourent. . Si cette interaction est trop forte, les articulations du chemin de roulement se trouvent soumises à une forte tension et, dans certains cas de fonctionnement, leurs axes supportent des contraintes excessives qui tendent à les cisailler. La présente invention vise à remédier à ces difficultés en 20 garnissant un chemin de roulement monté de façon souple sur un pneumatique ou élément d'espacement analogue d'organes qui s'opposent normalement à sa tendance à patiner sur cet élément. Ces organes anti-patinage ne gênent pas le fonctionnement normal du chemin de roulement amortisseur et aident pratiquement à maintenir 25 entre ses semelles et la bande de roulement circulaire du pneumatique ou élément analogue une surface de contact continue appropriée de forme polygonale et se rapprochant de celle d'un cercle. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en 30 regard des dessins annexés et donnant à titre explicatif, mais nullement limitatif, plusieurs formes de réalisation de l'invention. Sur ces dessins : - la figure 1 est une élévation latérale avec arrachement 35 partiel d'un chemin de roulement à montage souple, comportant une forme de réalisation du dispositif anti-patinage selon l'invention ; - la figure 2 est une vue en perspective d'une partie des 71 41545 2115295 patins du chemin de roulement de la figure 1 ; - la figure 3 est une coupe à plus grande échelle correspondant à la partie arrachée de la figure 1 ; - la figure 4 est une élévation en bout d'une semelle 5 de patin comportant une autre forme de réalisation d'organes antipatinage faisant corps avec elle ; - les figures 5 et 6 sont une vue en perspective et une coupe analogues à celles des figures 2 et 3, mais concernant une troisième forme de réalisation des organes anti-patinage ; 10 - la figure 7 est une élévation en bout d'une semelle de patin comportant une quatrième forme de réalisation des organes anti-patinage î et — la figure 8 est une élévation en bout d'une semelle de patin comportant une cinquième forme de réalisation des organes 15 anti-patinage. La figure 1 représente un chemin de roulement 20 amortisseur ou à montage souple destiné à remplacer des pneumatiques classiques ou éléments analogues utilisés sur des engins de terrassement classiques, par exemple des tracteurs de décapeuses ou des 20 chouleurs à roues. Ce chemin de roulement 20 est constitué d'un pneumatique 21' ou d'un organe circulaire élastique d'espacement analogue entouré complètement d'un assemblage de patins ou piste continue 22 sensiblement annulaire et polygonale qu'on appellera ci-après pour simplifier et par analogie"chenille'! L'or-25 gane d'espacement 21 peut être constitué par exemple d'un pneumatique en caoutchouc gonflé à l'air ou d'une chambre à air monté sur une jante classique. La demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique n° 884 903 du 15 décembre 1969 déposée par Robert A. PETERSON et Norman 30 E. BISK décrit d'autres types appropriés d'organe d'espacement. La jante peut être reliée de façon appropriée au train moteur d'un véhicule à moteur à combustion interne (non représenté) pour tourner autour de l'axe central: X de cette jante. Le pneumatique moteur ou organe d'espacement analogue est constitué de préférence 35 d'une carcasse (non représentée) comportant des couches ou plis superposés, un corps et une bande de roulement convenablement assemblés. 71 41545 2115295 le chemin de roulement sans fin ou chenille 22 est constitué de plusieurs semelles 23 reliées étroitement les unes aux autres, entourant la périphérie de l'organe ou pneumatique 21 et entrant en contact avec le sol. Ces semelles ont des sec-5 tions transversales et des largeurs cenciblenoiit uhiforaea et comportent des parties débordant latéralement vers l'extérieur les flancs de l'organe 21 à peu près sur la même longueur. Deux ensembles annulaires 24 d'éléments ou maillons articulés qu'on appellera ci-après"chaînes"pour simplifier,sont de préférence 10 fixés chacun sur des parties externes des semelles (figure 2) à une faible distance de chaque flanc de l'organe 21. Les chaînes identiques 24 sont boulonnées ou fixées d'une autre manière appropriée à des surfaces internes des parties externes des semelles pour les relier étroitement les unes aux 15 autres (figures 1 et 2), Les surfaces internes continues et sensiblement plates des semelles entrent étroitement en contact selon une configuration polygonale avec une surface importante (au moins 80 $ environ) de la bande de roulement de l'organe 21 qu'elles compriment de façon sensiblement continue sur toute -20 sa périphérie de façon à assurer l'entraînement du véhicule. La demande de brevet n° 884 903 précitée décrit complètement cette fonction motrice. La figure 2 représente deux patins et deux maillons identiques contigus 25 de la chenille 22. Les deux maillons con-25 tigus de chaque paire s'articulent l'un avec l'autre autour d'un axe commun Y au moyen d'articulations 26. Chaque maillon 25 comporte une partie fourchue 27 entre les branches de laquelle passe un flasque 28 du maillon contigu. Chaque maillon est assujetti à une semelle 23 par des 30 boulons amovibles ou éléments de fixation 29. L'articulation est formée d'un axe ou tige 30, et de préférence d'un manchon complémentaire (non représenté), dont l'axe Y est de préférence sensiblement parallèle à l'axe central de rotation X du chemin de roulement 20 (figure 1) et passe sensiblement entre deux se-35 melles successives qui sont ainsi reliées l'une à l'autre. Ce dispositif permet d'une part de relier étroitement les semelles l'une à l'autre et d'autre part de les faire|3ntrer en contact avec 71 41545 2115295 le sol au niveau de l'empreinte qu'elles forment de façon progressive et sensiblement continue. Chaque semelle comporte,d'un, seul tenant,au moins une barrette faisant saillie radialement vers l'extérieur. Les fi-5 gures 1 à 3 représentent deux de ces barrettes 3"1 et 32 situées chacune le long d'un des bords longitudinaux de la semelle. Ces barrettes sont de préférence situées chacune toul|près d'une articulation 26 pour permettre le passage progressif de la chenille 22 dans l'empreinte formée pendant la rotation du chemin de rou-10 lement 20 sur le sol. La figure 3 met en évidence que chaque semelle comporte deux rebords curvilignes 33 et 34 faisant corps avec son bord longitudinal. Ces rebords complémentaires coopèrent avec les axes de pivot 30 de façon que l'un masque complètement l'autre au cours 15 de la rotation du chemin de roulement. En particulier, le rebord 33 d'une semelle chevauche sensiblement le rebord complémentaire 34 de la semelle contiguë de manière à protéger l'organe 21 et à empêcher la saleté de passer vers l'intérieur pendant tout le fonctionnement de la machine. 20 La présente invention concerne essentiellement un dis positif anti-patinage monté sur le chemin de roulement souple précédemment décrit et destiné normalement à empêcher le déplacement circulaire relatif de l'organe 21 et de la chenille 22 autour de l'axe de rotation X (figure 1) lorsque le couple d'en-25 traînement reste au-dessous d'une certaine valeur. Si cette valeur est dépassée, le patinage se produit automatiquement pour empêcher les composants du chemin de roulement de se détériorer comme on va le décrire ci-après plus en détail. Dans la forme de réalisation représentée sur les figures 1 à 3, ce dispositif 30 anti-patinage est constitué d'une extrémité soulevée ou dressée 35 du rebord 34 qui pénètre dans une partie 36 de la bande de roulement du pneumatique 21 et dont l'extrémité est arrondie pour éviter d'endommager ce dernier. Sur cette figure l'organe 21 est constitué d'un pneuma-35 tique en élastomère renforcé, par exemple du caoutchouc. Lorsque la chambre en forme de boudin (représentée partiellement seulement) de l'organe 21 est suffisamment gonflée, la bande de 71 41545 - ^ roulement 36 est comprimée contre les surfaces iiftéî'îtëtf Sensiblement plates de la semelle. Cette bande de roulement est de préférence lisse et continue, et comme on l'a dit précédemment, peut être constituée d'une enveloppe ou carcasse 38 comportant 5 des plis ou couches convenablement assemblés. Les fibres de ces plis peuvent être orientées soit obliquement soit radialement et sont constituées d'une étoffe classique commë de la rayonne, du "Nylon", des fils métalliques et/ou du polyester, le nombre de plis dépend de l'utilisation à laquelle 10 est destiné l'organe d'espacement particulier. On peut mouler et combiner de façon appropriée et classique du caoutchouc ou un autre élastomère approprié avec les plis de la carcasse , ces plis s'achevant et étant fixés aux talons ou coussins de jante renforcés traditionnels (non représentés) du pneumatique. 15 Les rebords 34 et leurs prolongements anti-patinage 35 ont une section transversale uniforme et sont interrompus en formant des encoches 39 et 40 au bout de la semelle de manière à permettre aux maillons 25 d'entrer en contact à plat avec les semelles (figure 2). Les prolongements anti-patinage 35 suivent donc 20 sensiblement sur toute leur longueur les surfaces 37 de la semelle en s'écartant d'elle dans le sens radial pour s'achever à chacune de leurs extrémités tout près d'une chaîne 24. Le caoutchouc ou 1'élastomère approprié constituant la bande de roulement 36 est suffisamment élastique pour pouvoir se déformer et enve-25 lopper les prolongements 35 comme le montre mieux la figure 3. Sur les figures 2 et 3 sont indiqués en outre certains paramètres de dimension dont les définitions sont données ci-après : C = longueur circulaire de la partie de bande de rou-30 lement 36 déformée par le prolongement 35. H = hauteur dans le sens radial du prolongement 35« L = longueur circulaire approximative sur laquelle la bande de roulement 36 entre en contact avec la semelle 23. 35 P = distance séparant les axes Y de deux chevilles ou axes d'articulation 26 successifs. T = épaisseur dans le sens radial de la bande de roulement -36 du pneumatique. 71 it 15.1*5 2115295 Comme on l'a indiqué précédemment, les prolongements 35 anti-patinage favorisent l'adhérence par frottement de la bande de roulement 36 et des surfaces 37 des semelles sans leur faire obstacle ni nuire au contact étanche qui doit exister 5 entre elles. Le système d'entraînement dépend de certains paramètres de conception, par exemple du coefficient de frottement entre la bande de roulement et les semelles, de la structure et des propriétés physiques du pneumatique et de la tension supportée par les maillons 24 dont la combinaison détermine le couple d'en-10 traînement désiré entre le pneumatique 21 et la chenille 22. La tension des maillons est déterminée principalement par la surface de contact entre le pneumatique et la chenille ainsi que par la pression de gonflage du pneumatique. Pour une surface de contact et une pression de gonflage 15 données, le chemin de roulement 20 transmet un couple d'entraînement donné sans que le pneumatique patine sur la chenille. Lorsque le couple d'entraînement dépasse une valeur* prédéterminéef les prolongements 35 s'opposent au patinage en augmentant la résistance au couple du système, l'énergie tendant à produire le pati-20 nage étant absorbée par la déformation du caoutchouc. On voit donc que chaque prolongement 35 augmente séparément la capacité d'entraînement du système et donc qu'en jouant sur leur taille et leur nombre, il est possible de prérégler la valeur du couple d'entraînement nécessaire pour provoquer le patinage. 25 Chaque prolongement 35 accroît la tension des chaînes proportionnellement à la force nécessaire pour les faire pénétrer au moins partiellement dans la bande de roulement 36. On se rend compte toutefois que la tension des chaînes qui doit être maintenue en dessous de la limite correspondant au cisaillement 30 de leurs axes d'articulation, est engendrée principalement par la surface de contact existant entre la bande de roulement et les surfaces 37 des semelles. La tension supplémentaire engendrée par les prolongements anti-patinage est relativement faible comparée à la précédente. 35 Les prolongements anti-patinage 35 permettent en outre d ' une part de réduire effectivement la tension minimale de la chenille nécessaire pour transmettre un couple d'entraînement 71 41545 . 2115295 donné sans qu'intervienne le patinage,et d'autre part d'élargir la marge des forces d'interaction appliquant la "bande de roulement sur les surfaces 37 des semelles et engendrant cette tension. Ladite marge doit avoir pour limites, d'une part la tension 5 minimale requise pour transmettre le couple donné sans que le patinage intervienne,et d'autre part la tension maximale au-delà de laquelle se produit le cisaillement des axes des maillons. Si p'ar exemple, dans le cas où il n'existe pas de prolongement anti-patinage 35» une marge d'interaction de 15 à 25 cm est 10 nécessaire pour transmettre le couple donné sans que se produise d'une part le patinage et d'autre part le cisaillement des axes, cette marge est ramenée entre 2 et 20 cm dans le cas où existent ces prolongements. Ces marges présentent une grande importance car la différence des longueurs périphériques des pneumatiques 15 ou éléments d'espacement réalisés à partir d'un même moule peut atteindre plus de 7,5 cm, ce qui peut facilement faire sortir la valeur de l'interaction de la marge précitée comprise entre 15 et 25 cm. La compression locale du caoutchouc entourant les prolon-20 gements 35 développe donc des forces qui retardent l'intervention du patinage mais ne l'empêchent pas à partir du moment où la limite supérieure du couple est dépassée. On évite ainsi la détérioration du pneumatique et de la chenille. Les conditions d'entraînement et d'adhérence statique représentées sur la figure 3 se 25 rétablissent automatiquement après le patinage. Les valeurs de la hauteur H , de la longueur C et de l'espacement circulaire des prolongements 35 autour du chemin de roulement 20 doivent être telles qu'elles assurent en permanence un contact d'entraînement étroit entre la bande de roule-30 ment 36 et les surfaces 37 des semelles. Par exemple, si la hauteur H est trop grande et/ou si ledit espacement est trop faible, la bande de roulement 36 tend à se déplacer sur les prolongements 35 et à faire cesser le contact d'entraînement souhaitable. Inversement, si la hauteur H est trop faible par 35 exemple, les conditions souhaitables d'anti-patinage ne sont pas réalisées. On peut également établir certains rapports entre la 71 41545 8 2115295 hauteur H, l'épaisseur T, la distance P et la longueur 1. Dans la plupart des applications considérées du chemin de roulement 20 selon l'invention, le rapport H/T doit être inférieur à 0,75 et de préférence compris entre 0,1 et 0,5. Cette gamme de valeurs 5 assure normalement la pénétration convenable de la bande de roulement tout en évitant les détériorations du pneumatique et des plis de sa carcasse. Le rapport H/P doit être compris entre 0,027 et 0,186, et de préférence entre 0,062 et 0,078. Comme la longueur L est 10 presque égale à la distance P, ces gammes de valeurs s'appliquent également sensiblement au rapport H/L et elles correspondent en outre aux conditions d'entraînement souhaitables précitées. La figure 4 représente une autre forme de réalisation de 15 l'invention dont les éléments identiques à ceux représentés sur les figures 1 à 3 portent les mêmes références accompagnées de l'indice a. Des désignations analogues sont utilisées pour les formes de réalisation représentées sur les figures 5 à 8 avec les indices b, c, d. Les composants représentés dans ces dernières figures 20 peuvent être utilisés à la place des composants correspondants de la figure 1. La semelle 23a représentée sur la figure 4 diffère principalement de la semelle 23 représentée sur les figures 1 à 3 par l'emplacement relatif de son élément anti-patinage 35a qui fait 25 corps avec la semelle et est situé au moins approximativement en son milieu dans le sens de la longueur. Le rebord 33a est identique au rebord 33 et le rebord 34a est sensiblement aplati. Les formes de réalisation représentées sur les figures 5 et 6 diffèrent de celle représentée sur la figure 4 en ce que 30 l'élément anti-patinage est constitué d'une tige arrondie 35b soudée à chaque semelle 23b. Comme on le voit mieux sur la figure 6, cette tige fait saillie dans la bande de roulement 36 du pneumatique sensiblement de la même manière que le prolongement 35 (figure 3). La forme de réalisation de la figure 7 diffère de cel-35 le des figures 5 et 6 en ce que deux tiges arrondies et espacées 35ç et 35ç' sont soudées à une semelle 23c. La forne de réalisation représentée sur la figure 8 71 41545 • 2115295 est essentiellement une combinaison des caractéristiques des formes de réalisation représentées d'une part sur les figures 1 à 3 et d'autre part sur les figures 5 et 6. En particulier, il existe en l'occurence deux éléments anti-patinage 35d et 23d dont : le premier est constitué d'un prolongement recourbé d'un rebord 34d et le second d'une tige arrondie 35d' coudée à la semelle. Il va de soi que la présente invention n'a été décrite et représentée qu'à titre explicatif, mais nullement limitatif, et qu'elle est susceptible de diverses variantes sans sortir du 0 de son cadre. 71 41545 2115295 REVENDICATIONS 1. Chemin de roulement amortisseur constitué d'un /annulaire organe/elastique d'espacement, par exemple d'un pneumatique en caoutchouc armé, gonflé à l'air, dont la "bande de roulement 5 périphérique continue et sensiblement lisse tourne autour de son axe central, et d'un chemin de roulement continu ou piste entourant la périphérie dudit organe, ledit chemin de roulement amortisseur étant caractérisé en ce que ladite piste comporte plusieurs semelles étroitement assemblées par un dispositif 10 annulaire de liaison qui presse fortement une grande partie de leur surface interne contre la bande de roulement en formant une surface de contact polygonale continue et presque circulaire, certaines au moins et le cas échéant toutes les semelles comportant des éléments anti-patinage saillant radialement vers l'in-1 5 térieur dans ladite bande qui les enveloppe afin d' empêcher ledit organe et ladite piste de tourner l'un par rapport à 1'autre. 2. Chemin de roulement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de liaison est constitué de deux 20 éléments ou chaînes fixés contre un flanc dudit organe à des ! * éléments de la surface interne des semelles situés vers l'intérieur de celles-ci, ladite surface interne étant par exemple plane dans sa dite plus grande partie et maintenue en contact étroit de compression avec une grande partie de la bande de rou-25 lement pour former ladite surface polygonale de contact et supporter sur presque toute sa longueur,jusqu'à proximité immédiate de chaque chaîne,les éléments anti-patinage, dont la section transversale est uniforme. 3. Chemin de roulement selon la revendication 2, carac-30 térisé en ce que chacune desdites chaînes est constituée d'un assemblage de maillons et d'articulations comportant des axes autour desquels s'articulent les maillons contigus. 4. Chemin de roulement selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque chaîne est constituée d'un ensemble 35 de maillons simples, chaque maillon fixé à une semelle chevauchant le maillon contigu auquel il est relié par un axe d'articulation et étant constitué par exemple d'une partie fourchue 71 41545 . 2115295 prolongée par un flasque qui s'articule dans la partie fourchue du maillon contigu. 5. Chemin de roulement selon la revendication 3, caractérisé en ce que chacun des axes d'articulation sensiblement 5 parallèle audit axe central est situé sensiblement entre deux semelles contiguës, certaines parties de la surface externe de chacune de ces semelles pouvant avantageusement supporter au moins une barrette saillant radialement à l'opposé dudit axe central et orientée de préférence parallèlement à lui sur presque 10 toute la longueur de ladite semelle. 6. Chemin de roulement selon la revendication 5» caractérisé en ce que le bord longitudinal de chaque semelle comporte un prolongement au moins sensiblement parallèle auxdits axes d'articulation et chevauchant complètement d'un bout à l'autre 15 un prolongement de la semelle contiguë de façon à masquer totalement ledit organe pendant sa rotation. 7. Chemin de roulement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'extrémité des éléments anti-patinage est arrondie pour permettre à la bande de roulement de l'envelopper 20 et éviter son usure par frottement. 8. Chemin de roulement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments anti-patinage font corps avec les semelles et sont situés par exemple entre les bords longitudinaux de ces dernières. 25 9. Chemin de roulement selon la revendication 8, carac térisé en ce que chacun desdits bords longitudinaux comporte deux prolongementsjl'élément anti-patinage étant constitué par la partie terminale d'un de ces prolongements, chacune des semelles pouvant comporter en outre avantageusement un autre élément 30 anti-patinage constitué d'une tige étroite fixée à elle près de 1'autre prolongement. 10. Chemin de roulement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments anti-patinage ne sont constitués que par une seule ou par deux tiges étroites espacées, fixées à 35 chaque semelle entre ses bords longitudinaux. 11. Chemin de roulement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rapport entre la hauteur radiale des 71 41545 12 2115295 éléments anti-patinage et l'épaisseur, dans le sens radial, de la bande de roulement est compris entre 0,1 et 0,5. 12. Chemin de roulement selon la revendication 5, caractérisé en ce que le rapport entre la hauteur radiale des 5 éléments anti-patinage et la distance séparant les centres des axes d'articulation contigus est compris entre 0,027 et 0,186. 13. Semelle rectangulaire nettement plus longue que large et faisant partie d'un assemblage de patins formant le chemin 10 de roulement ou piste d'un chemin de roulement amortisseur, ladite semelle étant caractérisée en ce qu'elle est constituée d'éléments de surface interne sensiblement plans, de rebords complémentaires prolongeant chacun de ses bords longitudinaux, d'au moins une barrette faisant saillie radialement de parties 15 de sa surface externe et orientée latéralement dans le sens de sa largeur, et d'éléments anti-patinage à extrémité arrondie fixés à elle et faisant saillie vers l'extérieur à peu près radialement sur les éléments de surface interne et dans le sens de sa largeur. 20 14. Semelle selon la revendication 13, caractérisée en ce que les éléments anti-patinage ont une section transversale uniforme, suivent à peu près toute la largeur de la semelle, sont constitués par exemple d'une partie extrême d'un des rebords et sont situés par exemple au moins approximativement entre 25 les bords longitudinaux de la semelle.