Brevet FR2551821A1 — publié le 19850315

L'invention concerne un procédé et un dispositif pour attacher solidement et détacher de nouveau des maillons d'ouverture voisins d'une chaine de traction de très forte capacité de transmission d'efforts, pour véhicules chenillés, au moyen d'un axe d'ouverture de chaîne introduit à ajustage non serré dans les trous des plaques de la chaîne. L'industrialisation croissante de l'économie mondiale entraine de plus en plus une exploitation à ciel ouvert tant de couches carbonifères que de couches métallifères et cal10 caires On utilise pour cela, en particulier, des engins de terrassement capables de tourner directement devant les veines exploitées, surtout des excavateurs Dans le cadre de l'optimisation du processus d'exploitation, on utilise dans ce domaine des contenus d'excavateur de plus en plus grands, de 15 sorte que les tailles des excavateurs augmentent également jusque dans des domaines de très forte capacité Ceci s'applique également à leurs mécanismes de propulsion, en particulier aux chaînes utilisées. Les constructeurs des excavateurs sur chenilles utili20 sés couramment jusqu'à présent se procurent souvent les chaines nécessaires pour le mécanisme de propulsion auprès de sous-fournisseurs spécialisés dans ce domaine, sous forme d'une chaîne ouverte, laquelle est fermée lors du montage au moyen d'un axe de fermeture Le sous-fournisseur, équipé de machines 25 spécialement adaptées à cet effet, relie les maillons de la chaîne par des axes qui présentent un ajustage pressé dans les trous des plaques extérieures de la chaîne et un ajustage avec du jeu pour les trous des plaques intérieures ou pour une douille fixée entre les plaques intérieures Pour obtenir l'ajustage pressé dans les trous des plaques extérieures, il faut des pressions très élevées, impliquant l'emploi de machines coûteuses Au constructeur de l'excavateur se pose le problème de réaliser également un ajustage solide de l'axe nécessaire à la fermeture de la chaîne Pour les chaînes de la 35 taille habituelle jusqu'à présent, ceci était réalisable,soit au moyen de presses mobiles, soit par des mesures particulieres. Ces dernières comprennent, par exemple, le procédé qui consiste à refroidir à très basse température l'axe de fermeture, c'està-dire à le contracter une fois de façon exceptionnelle, à l'enfoncer rapidement, à cette température, dans les maillons de chaîne à relier l'un à l'autre, afin d'obtenir de cette manière un ajustage pressé qui soit également de solidité suffisante à la température normale Bien qu'il soit ainsi possible de maîtriser le problème de la fermeture de la chaîne au montage, il subsiste des difficultés particulières, lorsqu'il s'agit d'ou10 vrir la chaîne au lieu d'utilisation, par exemple à cause de l'endommagement de la chaîne ou d'un autre organe Les méthodes appliquées pour une telle ouverture, consistant par exemple à brûler au chalumeau des parties de maillons ou de l'axe de fermeture, doivent être considérées en fin de compte comme étant 15 insatisfaisantes Ceci est dû non seulement au fait que les temps d'arrêt des engins de terrassement sont considérables, donc coûteux du fait des taux horaires très élevésde ces machines pour l'exploitant, mais également en raison du fait qu'il devient de plus en plus un problème de transporter les chaînes 20 ouvertes devenant de plus en plus grandes à la suite du démontage et à des fins de réparation ou à d'autres moments. L'invention vise à indiquer une procédé simple et un dispositif pour attacher solidement et détacher de nouveau les maillons de fermeture voisins de chaînes de traction de très 25 forte capacité De plus, il s'agit non seulement de faciliter le montage des chaînes chez le constructeur mais également de permettre chez l'exploitant, au lieu d'utilisation, un démontage aussi peu compliqué que possible de l'organe fonctionnel que constitue la chaîne d'entraînement. Selon l'invention, un procédé et un dispositif comme indiqués au début sont essentiellement caractérisés par la création d'un ajustage pressé de l'axe, dans les trous des plaques extérieures, par un élargissement élastique réglable du diamètre de l'axe, élargissement qui est produit en tirant un 35 cône dans une cavité conique de chacune des faces extrêmes de l'axe, le cône présentant un perçage avec un filetage, et par le fait que l'on permet le détachement par la contraction du diamètre de l'axe en extrayant le cône de chacune de ces cavités. Le tirage du cône à l'intérieur de l'axe s'effectue au moyen de l'effort exercé par une vis de tirage qui est disposée à l'inté5 rieur de l'axe et traverse celui-ci, une rondelle étant placée sous la tête de la vis de tirage pour la transmission de l'effort à la base du cône. L'extraction du cône s'effectue au moyen d'une vis d'extraction qui attaque le cône à l'intérieur de celui-ci et qui s'appuie, soit par l'extrémité de sa tige dans le fond de la cavité conique, soit par le côté inférieur de sa tête sur le bord de l'axe La tête peut s'appuyer directement sur le bord de l'axe mais il est possible également de prévoir un élément de transmission d'effort intermédiaire sous forme d'une douille 15 ou d'une rondelle. Pour la mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus, on utilise, selon l'invention, un dispositif dans lequel l'axe, à partir de chacune de ses faces extrêmes, présente, en alignement, une cavité conique, réalisée au tour par exemple, un alésage 20 d'axe, et un filetage d'axe, de même qu'un cône ajusté dans la cavité et dont le centre est ouvert, lequel présente, à partir de la base du cône, en direction de son sommet tronqué, un perçage suivi d'un filetage, et qui peut être tiré dans la cavité au moyen d'une vis de tirage traversant le cône et vissée dans 25 le filetage de l'axe, ou qui peut être extrait au moyen d'une vis d'extraction qui attaque le cône par le filetage de celui-ci et s'appuie sur l'axe. Afin d'améliorer l'efficacité avec laquelle, par l'intermédiaire du cône, l'effort exercé par la vis de tirage est transformé, en fin de compte, en un effort pressant l'axe contre la paroi du trou de la plaque de chaîne, dans le but d'obtenir un ajustage fixe durable, la paroi latérale du cône est dotée d'un revêtement Ce revêtement a la propriété de diminuer le coefficient de frottement et il peut être formé, par exemple, 35 de laque anti-friction Molycote. Lorsque, pour créer l'ajustage pressé de l'axe de fermeture de la chaîne dans les trous des plaques extérieures, le cône a été tiré complètement dans la cavité conique à l'aide de la vis de tirage, la tête de cette vis est située complète5 ment à l'intérieur de la cavité Ceci évite des actions mécaniques extérieures susceptibles d'endommager la vis ou des objets le long desquels circule la chaîne. Pour empêcher que de l'eau ne pénètre entre le cône et la paroi de la cavité conique, entrainant la formation de rouille, 10 une rainure recevant un joint d'étanchéité est prévue aussi près que possible de la base du cône dans la surface latérale de ce dernier. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre, ainsi que des figures 1 et 2 du dessin annexé, qui sont des coupes axiales schématiques d-'un premier exemple et d'un exemple actuellement préféré du dispositif selon l'invention. La partie gauche de Fig 1 montre le dispositif après le montage, c'est-àdire après la réalisation de l'ajustage pressé 20 de l'axe de fermeture dans les trous des plaques extérieures de la chaîne, à l'aide d'un cône et d'une vis de tirage, tandis que la partie droite du dessin illustre le démontage de l'axe par l'extraction du cône à l'aide d'une vis d'extraction Pour cette dernière opération, la vis d'extraction, attaquant le cône par 25 son filetage, prend appui sur le fond de la cavité; l'appui de la tête de cette vis sur le bord de l'axe, directement ou avec interposition d'une douille ou d'une rondelle, n'est pas représenté pour plus de clarté. Sur le dessin (partie gauche), l'axe 1 est fixé par un 30 ajustage pressé dans les trous ou yeux 2 des plaques extérieures de la chaîne et est entouré avec jeu, dans sa partie médiane, par la douille 3 qui relie les plaques intérieures 4 de la chaîne A partir de chacune de ses faces extrêmes 5, l'axe 1 est pourvu d'une cavité conique 6, d'un alésage d'axe 7 et d'un file35 tage d'axe 8 qui sont mutuellement alignés On voit que la cavité 6 reçoit un cône 9 qui y est ajusté et qui est ouvert au centre; plus précisément, le cône présente un perçage 10 situé du côté de la base du cône et suivi en direction du sommet tronqué du cône par un filetage 11 On voit également la vis de tirage 12 vissée complètement dans la cavité 6 Ceci implique, ce qui ressort du dessin, que le diamètre du filetage 8 de l'axe soit plus petit que celui de l'alésage 7 de l'axe, lequel est lui-même plus petit que le diamètre du filetage 11, le perçage 10 ayant finalement le diamètre le plus grand. La base 13 du cône est pourvue d'un chambrage 14 à 10 fond plat dans lequel est disposée une rondelle 15 Ainsi est évité, lors du serrage de la vis de tirage 12, que la tête 16 de celui-ci se grippe dans le cône et que des efforts de friction inutiles soient produits C'est pourquoi il est avantageux que la rondelle 15 soit trempée et rectifiée. Afin d'éviter que de l'eau ne pénètre entre la surface latérale du cône et la paroi de la cavité 6, la surface latérale du cône présente, à proximité de la base du cône, une rainure 17, réalisée au tour par exemple, dans laquelle est disposée une bague d'étanchéité 18 La partie droite du dessin 20 illustre l'extraction du cône 9 à l'aide d'une vis d'extraction 19 pour le mode de réalisation o cette vis attaque le cône 9 par le filetage 11 de celui-ci et s'appuie par un épaulement 20 au bout de sa tige sur le fond 21 de la cavité 6 Le dessin ne montre pas la possibilité d'extraire le cône 9 avec appui du 25 côté inférieur de la tête 22 de la vis 19, lors de la rotation de celui-ci, sur le bord 23 de l'axe, directement ou indirectement par un élémenttransmetteur d'efforts en forme de douille ou de rondelle Pour plus de clarté, la partie droite du dessin ne porte pas toutes les références des éléments correspondants déjà 30 décrits pour la partie gauche. Pour être complet, il est cependant à noter, sans que cela affecte l'invention, que l'extraction du cône 9 est possible également à l'aide de dispositifs d'arrachement à la place de la vis d'extraction 19 qui est vissée dans le taraudage 11 35 du cône et qui possède elle-même un filetage de plus gros diamètre que la vis de tirage 12. 255 182-1 L'avantage apporté par l'invention est que la fermeture de la chaîne par l'axe de fermeture chez le constructeur des excavateurs ne présente plus de problèmes, même s'il s'agit de chaînes de traction de très forte capacité Il en va de même pour l'ouverture et le démontage de la chaîne s'ils sont nécessaires chez l'exploitant de l'engin de terrassement Ceci est particulièrement important lorsque le lieu d'utilisation de la machine se trouve dans une région techniquement non équipée. L'avantage mentionné en dernier peut encore être augmenté lorsque, 10 pour de telles chaînes, on ne prévoit pas un seul axe de fermeture mais plusieurs, trois ou quatre par exemple, de sorte qu'il devient facile, en utilisant de simples moyens de bord, d'enlever des tronçons de chaine qui se laissent transporter facilement et qui peuvent au besoin être remplacés de manière peu compliquée. 15 On peut même envisager dans des cas particuliers d'inclure un tronçon de chaîne dans le matériel de rechange de la machine. Un dernier problème particulier concerne l'obtention d'un ajustage pressé aussi uniforme que possible sur la paroi du trou de la plaque extérieure Ceci est réalisable dans la 20 mesure o l'effort de tirage du cône dans l'axe est transformé de façon uniforme en composantes perpendiculaires à la direction de cet effort Il faut à cet effet que le cône pressé dans l'axe s'applique sous une pression aussi uniforme que possible contre la paroi également conique de la cavité Pour s'approcher autant que possible de cette situation, il s'est avéré avantageux de fabriquer la pièce à insérer avec une concavité, dans le sens de l'apothème, au lieu d'avec une forme parfaitement conique. Cette concavité est dissymétrique et dépend de l'épaisseur de paroi variable, en fonction de la hauteur du cône, selon le 30 travail de déformation différent produit. Après la description du principe de la solution selon l'invention, l'exemple de réalisation considéré comme étant le meilleur sera décrit ci-après en référence à la figure 2, o des éléments analogues à ceux du premier exemple sont désignés par 35 les mêmes références. La figure 2 montre que le filetage 8 de l'axe et le filetage 11 du cône sont réalisés ici par le même filetage, un filetage fin, qui correspond au filetage 27 de la vis de tirage. La vis de tirage 12 est une vis en soi connue avec une tige allégée 24 et dont la tête 16 est divisée en une tête à embase 25 et une tête polyédrique 26, qui est de préférence à 12 pans. L'avantage d'une même taille de filetage dans le cône 9 (c'est-à-dire le filetage de cône 11) et dans l'axe (c'est-à-dire le filetage d'axe 8) est que le tirage du cône 9 dans la cavité conique 6 et comme décrit ci-après l'extraction du cône 9 10 sont réalisables avec la même vis de tirage 12, à l'aide d'une douille d'extraction 28 La division de la tête 16 de la vis de tirage conduit à une tête à embase 25 particulièrement grande, ce qui donne une faible pression surfacique sous l'appui de la tête sur la surface de base du cône, et elle permet de prévoir une 15 tête polyédrique malgré la transmission de couples importants. L'emploi d'un filetage fin conduit à-l'augmentation du diamètre de tige de la vis de tirage 12, ce qui permet de produire une plus forte précontrainte. Une autre mesure avantageuse consiste à tremper le cône 20 et de le revêtir, comme la vis de tirage 12, de bisulfure de molybdène (Mo 52) Ceci permet d'obtenir des coefficients de frottement définis tant sur les surfaces entre la tête à embase et le côté inférieur du cône 9 qu'entre sa surface latérale et la cavité conique 6, si bien que la vis de tirage 12 peut être chargée jus25 qu'à sa limite d'allongement, ce qui permet également une plus forte précontrainte. La mesure qui consiste à tremper le cône 9, en combinaison avec un axe 1 de haute résistance, conduit globalement à une limite d'allongement plus élevée de l'axe de chaîne également, 30 ce qui permet un effet d'élargissement plus important sans déformation plastique de l'axe 1. Enfin, grâce à l'emploi d'un cône trempé, toute rondelle entre la tête 16 ou, plus précisément, la tête à embase 25 de la vis de tirage et le côté inférieur du cône peut être 35 supprimée. Ce deuxième exemple de réalisation présente en outre la particularité que l'angle de conicité de la cavité 6 de l'axe 1 est légèrement plus petit que l'angle de conicité du cône 9, et, surtout, que ce dernier présente un biseau 29 à son extrémité de plus petit diamètre Les mesures mentionnées en dernier ont glo5 balement pour effet, d'une part, que les forces de pressage les plus élevées se produisent également dans les zones de plus grand diamètre de cône et, d'autre part, que le cône 9 se laisse facilement engager dans la cavité conique 6. Les mesures décrites dans ce qui précède pour le meil10 leur exemple de mise en oeuvre conduisent ensemble au fait que, selon l'invention, les axes 1 peuvent être pressés par chaque côté contre les deux yeux 2 correspondants des plaques extérieures de la chaîne avec une force qui non seulement correspond aux forces transmises par la chaîne dans un virage dans le cas 15 d'excavateurs de l'ordre de 200 tonnes, mais assure en plus une marge de sécurité considérable La partie droite de la figure 2 montre de quelle manière, selon l'invention, la même vis de tirage 12 peut être utilisée pour enlever de nouveau le cône 9 de la cavité 6 A cet effet, on dévisse d'abord complètement la vis 20 de tirage 12 et on enfile sur sa tige allégée 24 une douille d'extraction 28 Ensuite, on visse la vis de tirage 12 dans le filetage de cône 11; la poursuite de ce mouvement, alors que la douille d'extraction 28 s'appuie sur le bord 23 de l'axe, a pour conséquence que le cône 9 est extrait C'est ici qu'apparaît le 25 plus grand avantage de l'invention, à savoir qu'une simple douille d'extraction 28 en supplément à l'équipement de bord d'un excavateur permet de remplacer un axe 1 avec les moyens emportés à bord d'un engin. REVENDICATIONS 1 Procédé pour attacher solidement et détacher de nouveau des maillons d'ouverture voisins d'une chaîne de traction de très forte capacité de transmission d'efforts, pour véhicules chenillés, au moyen d'un axe d'ouverture de chaîne introduit à ajustage non serré dans les trous des plaques de la chaine, caractérisé en ce que l'on crée un ajustage pressé de l'axe ( 1), dans lestrous ( 2) des plaques extérieures, par un élargissement élastique réglable du diamètre de l'axe, produit en tirant un cône ( 9) dans une cavité conique ( 6) de chacune des faces extrêmes de l'axe ( 1), le cône ( 9) présentant un perçage ( 10) avec un filetage ( 11), et l'on permet le dégagement par la contraction du diamètre de l'axe en extrayant le cône ( 9) de chacune de ces cavités ( 6). 2 Procède selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tirage du cône ( 9) à l'intérieur de l'axe ( 1) s'effectue par l'effort d'une vis de tirage ( 12) disposée à l'intérieur de l'axe ( 1) et traversant le cône ( 9). 3 Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la transmission d'efforts entre la tête ( 16) de la vis de tirage 20 et la base ( 13) du cône ( 9) s'effectue par l'intermédiaire d'une rondelle ( 15). 4 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'extraction du cône ( 9) s'effectue au moyen d'une vis d'extraction ( 19) qui attaque le cône ( 9) par un filetage de plus 25 gros diamètre que celui de la vis de tirage. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la vis d'extraction ( 19) s'appuie, lors de l'extraction, sur le fond ( 21) de la cavité ( 6) par un épaulement ( 20) prévu au bout de sa tige. 6 Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la vis d'extraction ( 19) s'appuie, lors de l'extraction, sur le bord ( 23) de l'axe par le côté inférieur de sa tête ( 22). 7 Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la vis d'extraction ( 19) s'appuie sur le bord ( 23) de l'axe par 35 le côté inférieur de sa tête ( 22) et avec interposition d'un élément transmetteur d'efforts en forme de douille ou de rondelle. 255182 1 8 Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, pour l'attache solide et le détachement consécutif des maillons d'ouverture voisins d'une chaîne de traction de très forte capacité, pour véhicules chenillés, au moyen d'un axe d'ouverture de chaîne introduit à ajustage non serré dans les trous des plaques de la chaine, caractérisé en ce que l'axe ( 1), à partir de chacune de ses faces extrêmes ( 5), présente, en alignement, une cavité conique ( 6), réalisée au tour par exemple, un alésage d'axe ( 7) et 10 un filetage d'axe ( 8), et que la cavité ( 6) reçoit un cône ( 9) à centre ouvert qui est ajusté dans cette cavité et qui présente, à partir de sa base ( 13) en direction de son sommet tronqué, un perçage ( 10) suivi d'un filetage ( 11), cône qui peut être tiré dans la cavité ( 6) au au moyen d'une vis de tirage ( 12) traver15 sant le cône ( 9) et visséedans le filetage ( 8) de l'axe, et peut être extrait au moyen d'une vis d'extraction ( 19) attaquant le cône ( 9) par le filetage ( 11) de celui-ci et s'appuyant sur l'axe ( 1). 9 Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que la vis d'extraction ( 19) attaque le cône ( 9) par le filetage ( 11) de celui-ci et s'appuie sur le fond ( 21) de la cavité ( 6) par un épaulement ( 20) prévu au bout de sa tige. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que la vis d'extraction ( 19) attaque le cône ( 9) par le file25 tage ( 11) de celuici et s'appuie par le côté inférieur de sa tête ( 22) sur le bord ( 23) de l'axe, directement ou indirectement par un élément de transmission diefforts en forme de douille ou de rondelle. 11 Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qe le filetage d'axe ( 8), l'alésage d'axe ( 7), le filetage ( 11) du cône et le perçage ( 10) du cône augmentent en diamètre dans cet ordre. 12 Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que la base ( 13) du cône présente un chambrage ( 14) à fond 35 plat dans lequel est disposée une rondelle ( 15). 13 Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'une rainure ( 17) recevant une bague d'étanchéité ( 18) est prévue à proximité de la base du cône dans la surface latérale du cône. 14 Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que la surface latérale du cône porte un revêtement. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que le revêtement diminue le coefficient de frottement. 16 Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que la surface latérale du cône porte une couche de laque antifriction Molycote. 17 Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que la tête ( 16) de la vis de tirage est située complètement à l'intérieur de la cavité ( 6) lorsque le cône ( 9) est tiré à 15 l'intérieur de cette cavité. 18 Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que, partant d'une forme géométrique purement conique de la cavité et du cône, l'apothème du cône, lorsque la pièce conique à insérer n'est pas soumise à la force qui la presse à l'intérieur 20 de l'axe, s'écarte d'une ligne droite dans une mesure qui dépend du travail de déformation différent dans le sens hauteur du cône. 19 Dispositif selon la revendication 18, caractérisé en ce que l'apothème de la pièce à insérer à l'état libre, c'est-à-dire lorsqu'elle n'est pas sollicitée par un effort d'enfoncement dans 25 l'axe, possède une forme concave. Dispositif selon la revendication 18, caractérisé en ce que la forme concave de l'apothème de la pièce à insérer, après la fabrication de celle-ci, est dissymétrique. 21 Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le filetage ( 8) de l'axe et le filetage ( 11) du cône sont représentés par le même filetage, correspondant au filetage ( 27) de la vis de tirage. 22 Dispositif selon la revendication 21, caractérisé en ce que le filetage ( 8) de l'axe et le filetage ( 11) du cône sont 35 réalisés comme un filetage fin. 23 Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que, de façon en soi connue, la vis de tirage ( 12) est pourvue d'une tige allégée ( 24) et la tête ( 16) de la vis de tirage est réalisée sous forme d'une tête à embase ( 25) avec une tête polyédrique ( 26). 24 Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le cône ( 9) est trempé de façon en soi connue. Dispositif selon la revendication 24, caractérisé en ce que le cône ( 9) et la vis de tirage ( 12) sont revêtus de bisulfure de molybdène (Mo 52). 26 Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'angle de conicité de la cavité conique ( 6) de l'axe ( 1) est légèrement plus petit que l'angle de conicité du cône ( 9). 27 Dispositif selon la revendication 26, caractérisé en ce que le cône ( 9) est pourvu d'un biseau ( 29) à son extrémité de 15 plus petit diamètre.