Brevet FR2407854A1 — publié le 19790601

Certains véhicules chenillés tels que des engins de terrassement, les chars de combat ou autres, ont des chenilles à maillons articulés munis de patins d'usure à semelle de caoutchouc. En service, les semelles en caoutchouc sont soumises à des efforts importants d'abrasion, d'entaillage et d'arrachement ainsi, qu'à des contraintes et déformation génératrices d'échauffement interne les rendant moins résistant à ces efforts. En fait les patins sont rapidement usés et ils doivent être changés très souvent ce qui entraine des dépenses non négligeables et, des immobilisations fréquentes des véhicules. L'invention a pour objet des patins de chenille perfectionnés ayant, notamment, une résistance améliorée à l'usure par abrasion et aux coupures et assurant de ce fait un temps de service nettement plus long avant de devoir être remplacés. Ces patins,selon l'invention,comprennent une armature rigide en métal pour leur assemblage aux maillons de la chenille et une semelle d'usure en caoutchouc adhérente à l'armature, cette semelle d'usure étant constituée au moins dans sa partie extérieure d'un mélange caoutchouteux vulcanisé contenant de t à 50 % en poids de fibres courtes dispersées dans ce mélange. Le terme fibre désigne, aussi bien , des fibres simples que des fils constitués de plusieurs fibres simples retordues.Ces fibres courtes peuvent être des fibres textiles ou, de préférence, des fibres métalliques, ces fibres étant traitées ou bien le mélange caoutchouteux étant formulé de façon à obtenir une forte adhérence entre le caoutchouc et les fibres. Ces fibres sont incorporées au caoutchouc par exemple au cours des opérations de malaxage visant à mélanger l'élastomère de base avec les autres ingrédients. Les fibres peuvent, néanmoins, être incorporées avant ou après la formation du mélange cru par des opérations complémentaires de malaxage. Compte tenu du domaine d'application aux patins de chenille, objets de l'invention, il y a intérêt à rechercher l'obtentiowde mélanges fibreux vulcanisés ayant en service le plus faible échauffement compatible avec les autres propriétés requises pour ces patins . A cette fin, il semble avantageux d'utiliser l'une ou plusieurs des mesures suivantes. L'élastomère de base du mélange, qui peut être naturel ou synthétique, ainsi que la formulation du mélange sont choisis de façon à obtenir un caoutchouc vulcanisé, ayant, par lui-même, un faible échauffement par hystérésis. A ce mélange sont incorporées des fibres ayant une bonne conductibilité calorifique, en l'occurence des fibres métalliques telles que des fibres d'acier laitonne ou autrement traitées en vue de leur adhérisation au caoutchouc.Ces fibres peuvent présenter un diamètre compris entre 0,05 et 0,9 mm et des longueurs comprises entre 1 et 50 mm et elles sont incorporées en quantité suffisante, par exemple de l'ordre de 15 % en poids par rapport à l'élastomère, de façon à former au sein du mélange vulcanisé, un réseau , qui, d'une part, s'oppose à la propagation des coupures et, qui, d'autre part, assure une bonne transmission calorifique propre à évacuer vers l'extérieur du patin la chaleur développée intérieurement en service. On peut encore incorporer les fibres au mélange de façon à communiquer à ces fibres une orientation préférertielle plus ou moins poussée au lieu d'avoir une distribution au hasard. Cette orientation peut être obtenue par exemple par un malaxage du mélange fibreux entre des cylindres.On a constaté à ce sujet qu'une telle orientation des fibres améliore la transmission calorifique au sein du mélange, notamment, lorsqu'il s'agit de fibres métalliques. Un tel mélange fibreux à fibres orientées est avantageusement utilisé dans la semelle du patin de façon que la direction dominante des fibres coincide avec l'une des petites dimensions de la semelle. Ainsi si le mélange est utilisé de telle façon que les fibres orientées sont situées dans des plans parallèles à la surface de contact au sol de la semelle, les directions des fibres seront de préférence orientées suivant la largeur de la semelle pour favoriser l'évacuation de la chaleur vers l'extérieur suivant un trajet plus court au sein de la semelle. Le mélange peut aussi être utilisé de telle façon que l'orientation préférencielle ou dominante des fibres soit perpendiculaire à la surface de contact au sol de la semelle.Cette dernière disposition outre le fait quelle assure un trajet très court pour l'évacuation de la chaleur interne, est particulièrement favorable pour résister à l'usure par abrasion. Les mesures précédentes peuvent encore être appliquées dans le cas où les fibres courtes incorporées au mélange caoutchouteux de la semelle du patin sont des fibres textiles d'origine naturelle ou synthétiques. Dans ce cas on utilise de préférence des fibres titrant de 40 à 2650 décitex et ayant des longueurs comprises entre 3 et 80 mm. Suivant une autre caractéristique de l'invention, une couche intermédiaire de liaison en mélange caoutchouteux non chargé de fibres peut être interposée entre l'armature et la semelle d'usure en mélange fibreux, en vue, notamment, d'améliorer l'adhérence entre l'armature et la semelle. Des exemples de réalisation de l'invention sont maintenant décrits ci-après, en référence aux dessins ci-joints qui représentent - la figure 1, une vue en perspective d'un patin de chenille, - les figures 2 à 7 des coupes transversales de diverses formes d'exécution. Comme illustré sur la figure 1 schématiquement, le patin comprend une armature métallique rigide 1 servant à l'assemblage du patin sur un maillon de la chenille, et une semelle d'usure en caoutchouc.2, qui adhère par vulcanisation au contact de cette armature. L'armature 1 est représentée ici sous la forme d'une plaque cambrée notais, il est entendu qu'elle pourrait avoir toute autre forme convenable pour son assemblage avec le maillon correspondant. Elle pourrait, notamment, être subdivisée en plusieurs parties. La semelle d'usure 2 présente la forme générale d'un bloc prismatique ayant une surface extérieure plane de contact au sol. Dans l'exemple illustré sur la figure 2, l'ensemble de la semelle 2 est réalisé en mélange caoutchouteux vulcanisé contenant des fibres courtes dispersées et la semelle adhère directement à l'une des faces de l'armature. Dans le cas de-la figure 3 une couche intermédiaire de liaison 3 en mélange caoutchouteux non chargé de fibres est interposée entre l'armature 1 et la semelle d'usure 2 en mélange caoutchouteux fibreux. Cette couche de liaison peut être plus ou moins épaisse, par exemple de 0,1 mm jusqu'à environ les trois quarts de la hauteur de la semelle. Lorsqu'elle est mince, la couche de liaison 3 peut être formulée principalement pour avoir une bonne adhérence à la semelle et à l'armature. Lorsqu'elle est plus épaisse, elle peut avoir en outre pour rôle de servir d'appui élastique à faible échauffement interne pour la couche d'usure en mélange fibreux de la semelle. Dans le cas de la figure 4, la semelle en caoutchouc comprend un coeur ou noyau interne 4 en mélange caoutchouteux non chargé de fibres et, une couche d'usure en mélange fibreux enveloppant ce noyau. Ce noyau 4 peut servir d'appui élastique à la couche d'usure et, il peut, aussi, faire office de couche intermédiaire de liaison avec la plaque d'armature. Les figures 5 à 7 illustrent des réalisations similaires à celles des figures 2 à 4 avec cette différence que la plaque d'armature est ici subdivisée en deux éléments la et lb qui sont reliés l'un à l'autre soit par une couche de mélange fibreux 5 analogue à celui de la semelle d'usure (fig.5), soit par une couche de liaison 6 en mélange non fibreux analogue à celui de la couche 3 (fig.6 et 7). D'autres formes d'éxécution de l'invention peuvent être déduites de ces exemples. R E V E N D I C A T I O N S REVENDICATIONS 10) Patin caoutchouté pour chenille d'engins ou de véhicules, du type comprenant une armature rigide en métal à laquelle adhère une semelle d'usure en caoutchouc, caractérisé en ce que cette semelle est constituée au moins dans sa partie extérieure d'un mélange caoutchouteux vulcanisé contenant de I à 50 7. en poids de fibres courtes dispersées dans ce mélange. 2") Patin selon 1", dans lequel les fibres courtes dispersées dans le mélange caoutchouteux de la semelle sont des fibres métalliques, présentant un diamètre compris entre 0,05 et 0,90 mm et des longueurs comprises entre 1 et 50 mm. 3 ) Patin selon 1 , dans lequel des fibres courtes dispersées dans le mélange caoutchouteux dé la semelle sont des fibres textiles titrant entre 40 et 2650 décitex et ayant des longueurs comprises entre 3 et 80 mm. 4 ) Patin selon l'une quelconque des revendications 1 et 30, dans lequel les fibres du mélange fibreux de la semelle d'usure ont une orientation préférencielle ou dominante. 5 ) Patin selon 4", dans lequel l'orientation dominante des fibres de la semelle est dirigée suivant l'une des petites dimensions de la semelle. 6 ) Patin selon 4 et 5, dans lequel l'orientation dominante des fibres de la semelle est dirigée perpendiculairement à la surface de contact au sol de la semelle. 7 ) Patin selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel une couche intermédiaire de liaison en mélange caoutchouteux non chargé de fibres est interposée entre l'armature rigide et la semelle d'usure en mélange caoutchouteux fibreux. 8 ) Patin selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la semelle en caoutchouc comprend un coeur ou noyau interne en mélange caoutchouteux non chargé de fibres et un revêtement d'usure enveloppant ce noyau. 9 ) Patin selon 80 dans lequel le coeur ou noyau adhère à la plaque rigide d'armature.