Brevet FR2264140A1 — publié le 19751010

a présente invention concerne particulièrement les dents et les pointes amovibles et interchangeables utilisées sur les godets de pelles mécaniques et hydrauliques, sur les bennes excavatrices, sur les godets de dragline, sur les outils de défonçage et sur les outils excavateurs de meme nature. Dans la technique, les outils de machines excavatrices (godets de pelles mécaniques ou hydrauliques, bennes, godets de dragline soc de défonçage, etc...) sont équipés d'un nez ou d'une douille support de dent qui peut etre soit directement venu de fonderie et ne faisant qu'un tout avec la lèvre ou bord d'attaque du godet ou de la benne ou avec le soc de défonçage, soit faire partie d'un adaptateur rendu solidaire ae la lèpre ou bord d'attaque du godet, de la benne ou du soc de défonçage par soudure, rivetage, boulonnage, clavetage, etc... ne nez ou cette douille support de dent reçoit la pointe creuse ourla dent qui sont les éléments de pénétration de l'outil. L'invention concerne principalement le nez, la douille et la pointe creuse ou la dent amovibles se montant sur ce nez ou cette douille au moyen d'éléments de verrouillage servant à les réunir entre eux. Pour plus de simplicité dans la description de l'invention, on parlera simplement du nez de l'outil et de la dent ou pointe creuse. Bien que jusqu'ici les fabricants de dents pour outils excavateurs aient cherché à obtenir une rigidité parfaite de la dent ou pointe creuse sur le nez de l'outil lors de leur assemblage par des organes mécaniques, ils n'ont pu arriver à ce résultat. Dans les dispositifs connus de ce genre, les contacts entre le nez de l'outil et la dent ou pointe creuse sont assurés par les deux seules surfaces supérieure et inférieure du nez et les surfaces correspondantes de la dent ou pointe creuse. Il en résulte que lors des chocs nombreux et importants avec les roches, les efforts latéraux auxquels sont soumises les dents ou pointes creuses provoquent un basculement latéral de ces pièces sur le nez de l'outil. Dans certains dispositifs connus de ce genre, les surfaces de contact du nez de l'outil a-vec les surfaces correspondantes de la dent ou pointe creuse sont des surfaces planes convergentes et, lors du basculement latéral de la dent ou pointe creuse sur le nez, le contact entre ces deux organes cessant d'être un contact superficiel devient un contact ponctuel situé à l'arrière de l'axe de pivotement que constitue l'organe de verrouillage. Ce point de contact doit alors absorber la totalité de la force d'impact ce qui provoque ainsi une usure prématurée de la dent ou pointe creuse tout en augmentant fortement les risques de bris de celle-ci. Dans d'autres dispositifs connus de ce genre, l'effet de baslement latéral de la dent ou pointe creuse sur le nez dé l'outil a été favorisé et même organisé par le choix de la forme des surfaces supérieure et inférieure de contact de ces organes mais le mouvement de basculement latéral autour de l'axe de verrouillage étant ainsi rendu libre, il en résulte que, lors des chocs produits avec les roches, les forces d'impact sont entièrement transmises par la dent ou pointe creuse sur le nez de l'outil par un effet de chocs répétés dans un mouvement de "va et vient" en des points d'impact situés de part et d'autre du nez et en bout de celui-ci. Les contraintes importantes provoquées par ces impacts latéraux sur le nez favorisent son usure prématurée tout en augmentant fortement les risques de bris de ce dernier. Ces dispositifs présentent en outre un inconvénient important par le fait que l'une des deux surfaces de contact du nez et de la pointe creuse est située à la partie inférieure de ces pièces. La partie inférieure de la pointe creuse étant celle qui est toujours la plus exposée lors du contact de cette pointe avec les matériaux, il en résulte que, lorsque la pointe creuse est longtemps exposée sans contrôle à l'usure de matériaux très abrasifs, cette usure peut entre telle que la pointe creuse se perce à cet endroit exposant ainsi la surface de contact inférieuredu nez de l'outil. Dans ce cas, très peu de temps suffit pour détériorer fortement cette surface de contact inférieure du nez de l'outil, ce qui a pour conséquence d'interdire par la suite le montage rationnel d'une pointe de rechange. S'il était possible de réaliser un nez d'outil supportant une dent ou pointe creuse de telle façon que la rigidité totale de cette dernière sur le nez de l'outil soit assurée lors de leur assemblage par des moyens mécaniques,s'il était possible en même temps de préserver toutes les surfaces de contact sur le nez lorsque la pointe creuse, longtemps exposée sans contrôle à l'usure de matériaux très abrasifs, se perce à sa partie inféreu- re exposant à son tour le nez, la durée utile du nez de l'outil aussi bien que celle de la pointe creuse serait augmentée de façon très importante. L'un des outs de l'invention est de permettre la réalisation d'un support en forme de nez et d'une pointe creuse ou coiffe e forme de dent agencés de telle sorte qu'en cas d'impact la pointe creuse reste entièrement rigide sur le nez et ne puisse pas basculer latéralement ni verticalement par rapport à celui-ci. Un autre but de l'invention est de permettr la réalisation d'un dispositif excavateur dans lequel un nez et une pointe creuse en forure de dent réunis l'un à l'autre par des organes de verrouillage présentent toujours entre eux des surfaces de contact qui ne permettent pas de déplacement latéral ni vertical de ces pièces entre elles. Un autre but encore de l'invention est de créer dans un dispositif excavateur un nez et une pointe creuse de telle façon que le nez présente trois surfaces planes ou concaves ou convexes ou trois groupes d'éléments de surface appartenant à trois surfaces planes ou concaves ou convexes venant au contact de trois autres surfaces ou groupes de surface appareillés de la pointe creuse de façon à empêcher ces pièces de se déplacer l'une par rapport à l'autre tant latéralement que verticalement gardant une rigidité maximum entre elles. Un autre but encore de l'invention est de créer, dans un dispositif excavateur, un nez et une pointe creuse de telle façon que la localisation de trois surfaces de contact de ces pièces entre elles permette aux surfaces considérées appartenant au nez d'être à l'abri du contact des matériaux lorsque la pointe creuse, longtemps exposée sans contrôle à l'usure de matériaux abrasifs présente à sa partie inférieure un trou exposant le nez. D'autres buts et avantages de l'invention apparaitront à la lecture de la description ci-dessous facilitée par l'examen des dessins annexés qui donnent, à titre d'exemples non limitatifs, des moyens de réalisation de l'invention et sur lesquels : La figure 1 représente une coupe longitudinale d'une lèvre d'outil, d'un adaptateur support de dent boulonné sur celle-ci, et d'une pointe creuse suivant l'invention. La figure 2 est une vue en plan de l'ensemble montré en fig. 1 comportant une coupe partielle suivant axe BB' en fig. 3. La figure 3 est une coupe suivant axe AA' en fig. i montrant la disposition des trois surfaces de portée et la position de l'organe de verrouillage. La figure 4 est une perspective sonématique représentant une des formes possibles du nez suivant l'invention, forme prise pour exemple dans la réalisation de l'invention suivant les figures i, 2 et 3. La figure 5 est une coupe longitudinale d'une douille et d'une dent reliées entre elles par une clavette de coincement. La figure 6 est une vue en plan de l'ensemble de la fig. 5. La figure 7 est une coupe suivant axe CC' en fig. 5 montrant les portées entre les trois surfaces de contact. La figure 8 représente une coupe transversale du nez et de la pointe creuse dans une autre forme de réalisation de l'invention. Les figures 1 à 4 représentent un exemple particulier de réalisation de l'invention dans lequel la lèvre L appartient au godet de pelle ou à la benne. Cette lèvre L peut se présenter sous différentes formes. Dans ce mode de réalisation de l'invention, la lèvre L correspond à une lame de bord d'attaque de benne recevant un adaptateur A. Cet adaptateur porte une pointe creuse P. L'adaptateur A présente une lèvre supérieure 1 et une lèvre inférieure 2 permettant de le fixer sur la lèvre L au moyen de boulons comprenant chacun une vis 3 et un écrou 4 dont le serrage s'effectue sur une rondelle 5. Ces boulons sont au nombre de deux minimum ét traversent les lèvres supérieure 1 et inférieure 2 de l'adaptateur A ainsi que la lèvre L de la benne par les trous 6, 7 et 8. L'adaptateur A se termine à sa partie avant par un nez 9 dont la forme est représentée par la perspective schématique de la fig. 4. Dans ce mode de réalisation de l'invention, le nez 9 de l'adaptateur se présente sous la forme d'un polyèdre à six faces latérales convergeant vers l'avant, la moitié droite et la moitié gauche de ce polyèdre étant symétriques-entre elles par rapport au plan médian imaginaire p. La pointe creuse P qui peut avoir extérieurement toute forme désirée comporte, dans le mode de réalisation illustré, une âme supérieure 10 et une ame inférieure il en forme de pointe reliées entre elles par deux joues latérales 12. La pointe creuse P pré sente ainsi une forme de coiffe dont l'intérieur revit approximativement la forme du nez 9. Le contact de la pointue creuse P et du nez 9 est assuré par les surfaces appareillées supérieures 13 et les surfaces appareillées latérales inférieures 14 et 15* Les surfaces latérales supérieures 16 et 17 et la surface inférieure 18 de la pointe creuse ne se trouvent de ce fait jamais en contact avec les surfaces correspondantes 16a, 17a et 18a du nez tel que le montre la fig. 3. De mens, la partie avant 19 de la pointe creuse ne se trouve jamais en contact avec l'extrémité avant 20 du nez. Les joues latérales 12 de la pointe creuse P comportent à leur partie arrière la cavité 21 ménagée à la hauteur de la surface 15 et la cavité 22 ménagée à la hauteur de la surface 17 suivant l'axe oblique BB' de la fig. 3. Ces cavités sont de forme allongée ayant une partie avant circulaire 23 et une partie arrière circulaire 24. Les cavités 21 et 22 de la pointe creuse P correspondent avec une cavité oblique 25 ménagée dans le nez 9 de l'adaptateur A suivant le même axe d'inclinaison Bob'. La cavité 25 de forme également allongée présente une partie avant 26 et une partie arrière 27 toutes deux circulaires. Lorsque les trois surfaces appareillées 13, 14 et 15 de la pointe creuse P et du nez 9 sont en contact, les cavités 21 et 22 de la pointe creuse P sont décalées vers l'avant par rapport à la cavitéiau nez. Un organe de verrouillage à âme centrale élastique peut être introduit latéralement successivement par les cavités 22, 25 et 21. Dans ce mode de réalisation de l'invention, l'organe de verrouillage V est un moyen connu et est constitué par deux coquilles métalliques 28 reliées entre elles par une âme de caoutchouc 29. Lorsque l'organe de verrouillage V est-en place dans les cavités 22, 25 et 21, le caoutchouc 29 est comprimé ce qui permet aux coquilles métalliques 28 d'exercer une pression d'une part sur les parties arrières 24 des cavités 21 et 22 de la pointe creuse P et d'autre part sur la partie avant 26 de la cavité 25 du nez. La pression exercée par les coquilles métalliques 28 de l'organe de verrouillage V sur les surfaces opposées des cavités de la pointe creuse P et du nez 9 se traduit par l'application de deux forces égales opposées qui agissent sur ces organes en les maintenant étroitement en contact sur les trois surfaces appareillées 13, 14 et 150 Grâce à cet agencement, il ne se produit aucun contact ponctuel lors de l'utilisation de l'outil et la pointe creuse ne peut se déplacer latéralement ni verticalement par rapport au nez de l'adaptateur, la rigidité maximum étant obtenue par les trois surfaces de contact appareillées disposées triangulairement. Sur la figure 8 qui représente une section du nez 9 dans un autre mode de réalisation de l'invention, la forme du nez et la forint correspondante à l'intérieur de la pointe creuse sont trapézoïdales. Les trois surfaces de contact appareillées 13a, 14a et 15a sont également disposées triangulairement, les surfaces inférieures 18b et 18c du nez et de la pointe creuse n'étant pas en contact. On comprendra que lorsque l'amie inférieure il de la pointe creuse P est percée par suite d'une exposition sans contrôle de cette pointe creuse à l'usure de matériaux très abrasifs, la surface inférieure 18a du nez 9 sera exposée à son tour à l'usure de ces mimes matériaux ce qui aura pour effet de l'endommager fortement Dans le dispositif suivant l'invention, n'étant pas une surfs ce de contact avec la surface 18 de la pointe creuse, cette surface 18a du nez peut éventuellement subir un certain endommagement par usure puisqu'elle n'assure auxun rôle de portée. Les vraies surfaces de portée 13, 14 et 15 en fig. 2 et 13a, 14a et 15a en fig. 8 restent dans tous les cas à l'abri des dommages que peuvent provoquer les matériaux abrasifs lorsque le nez 9 est exposé à leur contact dans les conditions définies ci-dessus. A l'examen de ce qui précède, on peut voir que les trois surfaces de contact appareillées de la pointe creuse et du nez peuvent être planes ou concaves ou convexes en autant qu'elles soient toujours appareillées entre elles pour assurer aux deux organes un contact optimum. Le mode de réalisation de l'invention suivant les fig. 5, 6 et 7 représente une partie de lèvre 30 comportant un logement en forme de douille 31 qui reçoit une dent du type "monobloc" 32. Cette dent comporte une partie arrière 33 en forme de nez qui entre en contact avec l'intérieur de la douille 31 par l'intermé- diaire de trois surfaces apareillées 34, 35 et 36 en figo 7 suivant mêmes dispositions que eelles décrites antérieurement et illustrées sur la fig. 3. Les trois autres-surfaces latérales du polyèdre constituant le nez 33, soient les surfaces 37, 38 et 39, ne viennent jamais en contact avec les surfaces correspondantes 37a, 38a et 39a de la douille lorsque l'ensemble est monté et verrouillé. La dent 32 est verrouillée sur la douille 31 au moyen d'une clavette de coincement 40 qui comporte une partie avant circulaire 41 et une partie arrière 42 également circulaire. L'engagement de la clavette 40 successivement dans les cavités 43, 45 et 44 de la douille et de la dent assure, par le coincement que permet la pente 46 ménagée à l'avant de cette clavette, un maintien étroit et rigide des-organes entre eux, la disposition triangulaire des surfaces appareillées de contact 34, 35 et 36 interdisant tout mouvement latéral ou vertical de la dent 32 par rapport à la douille 31. De la même façon que décrit antérieurement et illustré sur la fig. 8, le nez arrière de la dent peut également avoir une section trapézoïdale dont trois surfaces planes ou concaves ou convexes assurent le contact avec trois surfaces appareillées de la douille. La partie avant 47 de la dent peut revêtir toute forme désirée. Suivant le mode de réalisation préférentiel illustré par les figures 1, 2, 3 et 4, l'axe BB' de verrouillage en fig. 3 est un axe oblique faiblement incliné sur l'horizontale. L'introduction latérale de l'organe de verrouillage V est facilité grandement par l'inclinaison de cet axe ce qui constitue un avantage par rapport à certains dispositifs connus qui comportent un verrouillage latéral à introduction horizontale. Dans ces dispositifs connus, la présence à proximité sur une meme lèvre d'outil d'autres supports de dents équipés de pointes creuses gêne de façon notable l'introduction et le degagement de l'organe de verrouillage au moyen d'un outil de percussion. A3 1) Dispositif de support pour dent d'outil excavateur permettant d'obtenir une rigidité complète, latéralement et verticalement entre une pointe creuse et un nez d'outil ou d'adaptateur caractérisé par le fait que ces éléments ne comportent seulement que trois surfaces de contact entre eux. 2) Dispositif de support tour dent d'outil excavateur permettant d'obtenir une rigidité complète, latéralement et verticalement entre une dent monobloc ou un adaptateur et un nez d'outil ou une douille caractérisé par le fait que ces éléments ne com portent se liement que trois surfaces de contact entre eux. 3) Dispositif de sort pour dent d'outil excavateur comportant trois surfaces de contact entre la pointe creuse ou dent et le nez de l'outil, de l'adaptateur ou la douille, caractérisé par le fait que ces trois surfaces sont disposées triangulaire- ment 4) Dispositif de support pour dent d'outil excavateur ne comportant seulement que trois surfaces de contact disposées triangulairement entre une pointe creuse et un nez d'outil ou d'adaptateur caractérisé, lorsque l'ensemble est monté, par la conjonction d'une assymétrie des parties supérieure et inférieure du nez avec une symétrie des psrties correspondantes du logement de la pointe creuse par rapport au plan horizontal défini par les arêtes extrêmes droite et gauche du polyèdre que constitue le logement de cette pointe creuse. 5) Dispositif de support pour dent d'outil excavateur ne comportant seulement que trois surfaces de contact disposées trian Égulairenent entre une dent monobloc ou un adaptateur et une fouille caractérisé, lorsque l'ensemble est monte, par la conjonc tion d'une assymétrie des parties supérieure et inférieure du nez de la dent ou de l'adaptateur avec une symétrie des parties correspondantes du logement de la douille par rapport au pran horizontal défini par les arêtes extrêmes droite et gauche du polye'dre Que constitue le logement de cette douille