Brevet FR2711959A1 — publié le 19950512

Dispositif d'entraînement à chenille pour véhicules tout terrain L'invention concerne un dispositif d'entraînement à chenille, destiné à la propulsion de véhicules tout terrain, tels que notamment des engins agricoles, viticoles et ostréicoles ou des engins de travaux publics et forestiers. Les chenilles classiques comprennent une bande sans fin composée de patins articulés et interposée entre le sol et les roues du véhicule. Ces patins sont généralement des éléments en acier qui sont articulés deux à deux pour constituer la bande sans fin, cette dernière étant mise en mouvement par l'intermédiaire d'une roue motrice autour de laquelle passe la chenille. Ces chenilles articulées classiques ont pour inconvénient d'être lourdes et de limiter considérablement la vitesse maximale d'utilisation du véhicule. En outre, elles génèrent un bruit important lorsque le véhicule se déplace sur un sol dur. De façon générale, ces chenilles articulées classiques conviennent à des véhicules ou engins lourds à déplacement lent, comme des pelleteuses, bulldozers, etc. Depuis plusieurs années, on utilise aussi des chenilles semi-souples composées de patins métalliques unis par une armature, l'ensemble étant enrobé de caoutchouc. Par rapport aux chenilles articulées classiques, ces chenilles semi-souples permettent de diminuer le bruit sur sol dur et de ne pas dégrader la chaussée. Cependant, la vitesse de déplacement de ces chenilles semi-souples n'est pas supérieure à celle des chenilles articulées classiques. Des chenilles souples sont maintenant utilisées depuis quelques années seulement, lesquelles sont constituées d'une bande souple sans fin, faite habituellement d'un matériau élastomère armé. Ces chenilles souples sont beaucoup plus légères que les chenilles articulées ou semi-souples et conviennent à des véhicules ou engins plus légers. Elles ont en outre pour avantage d'autoriser une vitesse de déplacement plus rapide, tout en générant moins de bruit que les chenilles articulées ou semi-souples. L'invention concerne plus particulièrement un dispositif d'entraînement à chenille, du type comprenant au moins une chenille formée d'une bande souple sans fin munie intérieurement d'au moins une rangée de plots situés dans le sens de la longueur de la bande, distants entre eux d'un pas constant et délimités chacun par deux faces transversales dans le sens de la largeur de la bande et par deux faces latérales dans le sens de la longueur de la bande, ainsi qu'une roue motrice munie d'au moins une surface de roulement sur laquelle s'enroule la chenille et de moyens d'entraînement propres à coopérer avec les plots. On connaît déjà différents dispositifs d'entraînement à chenille de ce type qui, comme déjà indiqué, conviennent à des véhicules ou engins légers. Toutefois, la mise au point de ces dispositifs à chenille souple s'est avérée délicate, notamment en ce qui concerne la réalisation des plots et celle des parties d'entraînement de la roue qui interagissent avec ces plots pour assurer l'entraînement et le guidage de la chenille. En effet, cet entraînement et ce guidage doivent se faire dans des conditions telles que la chenille ne risque pas, sous l'effet d'efforts importants, de se déboîter de la roue motrice et des autres roues sur lesquelles elle s'enroule. Par ailleurs, il est nécessaire que cet entraînement et ce guidage génèrent un minimum de frottement pour minimiser les causes d'usure, ainsi que la consommation de carburant, tout en permettant une vitesse maximale aussi élevée que possible. C'est en conséquence un but de l'invention de procurer un dispositif d'entraînement à chenille souple, du type défini précédemment, qui permet d'améliorer les conditions de fonctionnement de la chenille en minimisant les risques de déboîtement et les causes de frottement. C'est encore un but de l'invention de procurer un dispositif d'entraînement de ce type qui minimise les pertes d'énergie à l'enroulement de la chenille sur la roue, et donc la consommation de carburant. C'est encore un but de l'invention de procurer un tel dispositif d'entraînement qui autorise une vitesse maximale aussi élevée que possible, et cela dans des conditions de confort accrues, notamment en ce qui concerne le bruit engendré par la chenille. L'invention propose en conséquence un dispositif d'entraînement à chenille du type précité, dans lequel les faces transversales des plots sont planes et forment un angle compris entre 30 et 40 par rapport à un plan normal à la bande de la chenille. On obtient ainsi un fonctionnement beaucoup plus sûr de la chenille que celui des chenilles souples de l'art antérieur, dans lesquelles les faces transversales des plots avaient habituellement la forme d'une développante de cercle et engendraient des frottements importants. Selon une autre caractéristique de l'invention, les faces latérales des plots sont planes et forment un angle compris entre 8 et 20 par rapport à un plan normal à la bande de la chenille. On conçoit, dans ces conditions, que chaque plot a sensiblement la forme d'une pyramide. Selon une autre particularité de l'invention, les faces transversales et les faces latérales du plot se raccordent chacune à la bande sans fin par une surface arrondie aboutissant à un rebord formant épaulement et situé à distance de la bande sans fin. Il en résulte que chaque plot se raccorde à la bande sans fin par l'intermédiaire d'un rebord périphérique de forme générale rectangulaire ou carrée, ce qui permet de répartir régulièrement les contraintes subies par le plot lorsque le dispositif est en fonctionnement. Selon encore une autre caractéristique avantageuse de l'invention, le plot est tronqué de manière à former une face supérieure plane de forme rectangulaire dont la plus grande dimension s'étend dans le sens de la largeur de la chenille et est au moins égale à 15% de cette largeur, et dont la plus petite dimension s'étend dans le sens de la longueur de la chenille et est comprise entre 5 et 10 millimètres pour une hauteur du plot comprise entre 50 et 90 millimètres. Selon une autre caractéristique de 1 invention, le dispositif d'entraînement peut être réalisé suivant deux gammes de dimensions principales. Dans une gamme inférieure, la hauteur du plot est comprise entre 50 et 70 millimètres, le diamètre minimal de la roue motrice est compris entre 250 et 300 millimètres et le pas des plots est compris entre 110 et 135 millimètres. Dans une gamme supérieure, la hauteur du plot est comprise entre 70 et 90 millimètres, le diamètre minimal de la roue motrice entre 300 et 550 millimètres et le pas des plots entre 120 et 155 millimètres. Dans une première forme de réalisation de l'invention, les moyens d'entraînement de la roue motrice sont formés d'une multiplicité de taquets d'entraînement disposés parallèlement entre eux et à la périphérie de la roue, ces taquets ayant une section de forme générale ovoïde avec une extrémité de plus grande section dirigée vers l'extérieur de la roue et une extrémité de plus petite section dirigée vers l'intérieur de la roue, les taquets étant disposés en retrait vers l'intérieur de la roue par rapport à la surface de roulement. La forme ovoïde précitée permet un engagement et un dégagement plus faciles lorsqu'un plot s'engrène ou se désengrène de la roue motrice. En outre, la forme ovoïde des taquets, en combinaison avec leur déport vers l'intérieur de la roue, facilite le dégagement des matériaux (terre, cailloux, paille, etc.) qui peuvent pénétrer entre la chenille et la roue motrice. Selon une autre caractéristique de l'invention, les taquets de la roue motrice définissent entre eux un pas circonférentiel dont la valeur est avantageusement comprise entre 93% et 100% de la valeur du pas des plots. Dans une variante de réalisation préférée, la chenille comprend une seule rangée de plots située entre deux pistes de roulement, en forme de coussins, réalisées en surépaisseur à l'intérieur de la bande sans fin, la roue motrice comportant deux surfaces de roulement propres à recevoir respectivement les deux pistes de roulement, ces deux surfaces de roulement comportant des prolongements qui s'étendent radialement vers l'intérieur de la roue, en étant parallèles aux faces latérales des plots de manière à former avec eux un jeu latéral moyen limité. De façon avantageuse, ce jeu latéral moyen est compris entre 4 et 8 millimètres. Dans une autre forme de réalisation de l'invention, la chenille comprend une seule rangée de plots située entre deux pistes de roulement et la roue motrice comporte deux surfaces de roulement propres à recevoir respectivement les deux pistes de roulement, ces deux surfaces de roulement comportant des prolongements annulaires dirigés radialement vers l'intérieur de la roue et venant en contact étroit avec les faces latérales des plots pour assurer l'entraînement de la chenille par adhérence. Ainsi, dans cette seconde forme de réalisation de l'invention, l'entraînement de la chenille ne se fait pas par engrènement mais par adhérence. Quelle que soit la forme de réalisation de l'invention, la chenille est avantageusement formée d'un matériau élastomère, par exemple d'un mélange à base de caoutchouc naturel, enrobant des armatures de renforcement. Avantageusement, le matériau des plots a une dureté minimale de 65 Shore A et le matériau de la bande sans fin une dureté minimale de 58 Shore A. Dans la description qui suit, faite seulement à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 est une vue partielle de côté d'un dispositif d'entraînement à chenille souple, selon une première forme de réalisation de l'invention; - la figure 2 est une vue partielle en coupe selon la ligne II-II de la figure 1; - la figure 3 est une vue partielle en perspective d'une chenille selon l'invention; - la figure 4 est une vue de la face latérale d'un plot de la chenille de la figure 3; - la figure 5 est une vue de la face frontale d'un plot de la chenille de la figure 3; - la figure 6 est une vue en coupe analogue à celle de la figure 2, dans une seconde forme de réalisation de l'invention; et - les figures 7 à 10 montrent différents trains de chenilles munis chacun d'un dispositif d'entraînement selon l'invention. On se réfère tout d'abord aux figures 1 et 2 qui représentent un dispositif d'entraînement selon l'invention comprenant au moins une chenille souple 10 s'enroulant autour d'une roue motrice 14. La chenille 10 est formée d'une bande souple sans fin 12 réalisée avantageusement en matériau élastomère, par exemple à base de caoutchouc naturel, renforcée intérieurement par des armatures non représentées. Ces armatures sont obtenues, de façon en soi connue, par la superposition de nappes de matériau à chaîne et à trame comportant des fils métalliques ou synthétiques. La bande sans fin 12 comporte extérieurement une surface de roulement 16 avantageusement munie de crampons (figure 2). La bande sans fin 12 est munie intérieurement d'une rangée de plots 18 situés dans le sens de la longueur de la bande et distants entre eux d'un pas constant PP (figures 1 et 3). Comme on le voit plus particulièrement sur les figures 3 à 5, les plots 18 sont délimités chacun par deux faces transversales 20 s'étendant dans le sens de la largeur L de la bande 12 et par deux faces latérales 22 s'étendant dans le sens de la longueur de la bande 12. Les faces transversales 20 des plots sont planes et forment un angle 8 compris entre 30 et 40 par rapport à un plan normal à la bande de la chenille. Les faces latérales 22 sont planes et forment un angle a compris entre 8 et 20 par rapport à un plan normal à la bande de la chenille. Les faces transversales 20 et les faces latérales 22 peuvent se raccorder par des arêtes vives, comme représenté sur la figure 3, ou bien par des bords arrondis. Les faces transversales 20 et les faces latérales 22 du plot se raccordent chacune à la bande sans fin par une surface arrondie 24, respectivement 26 aboutissant à un rebord 28, respectivement 30 formant épaulement et situé à distance de la bande sans fin. Il en résulte que chaque plot a une forme générale de pyramide dont la base se raccorde à la bande sans fin par un socle évasé, ce qui permet de répartir les contraintes subies par les plots lorsque la chenille est entraînée. Comme on peut le voir également sur les figures 3 à 5, chaque plot 18 est tronqué de manière à former une face supérieure plane 32 de forme générale rectangulaire dont la plus grande dimension B (figures 2 et 5) s'étend dans le sens de la largeur L de la chenille et dont la plus petite dimension A (figures 1 et 4) s'étend dans le sens de la longueur de la chenille. De façon avantageuse, B est au moins égal à 15% de la largeur L de la chenille, tandis que A est compris entre 5 et 10 millimètres pour une hauteur H (figures 4 et 5) du plot comprise entre 50 et 90 millimètres. Dans la forme de réalisation des figures 1 et 2, la rangée de plots 18 est située entre deux pistes de roulement 34 en forme de coussin (figure 2) formées en surépaisseur à l'intérieur de la bande sans fin. La roue motrice 14 comporte deux surfaces de roulement 36 propres à recevoir respectivement les deux pistes de roulement 34. Ces deux surfaces de roulement 36 font partie de deux jantes symétriques 38 et elles comportent chacune un prolongement 40 s'étendant radialement vers l'intérieur de la roue. Les prolongements 40 sont parallèles aux faces latérales 22 des plots et délimitent avec ces dernières un jeu latéral moyen J (figure 2) de valeur limitée, qui est avantageusement compris entre 4 et 8 millimètres. Les deux jantes 38 sont réunies entre elles, à intervalles réguliers, par des taquets d'entraînement 42. Ces taquets sont disposés parallèlement entre eux à la périphérie de la roue et parallèlement aux génératrices de cette dernière. Ils sont distants entre eux, au niveau de la périphérie de la roue motrice 14, d'un pas circonférentiel PC (figure 1) dont la valeur est comprise entre 93% et 100% de la valeur du pas des plots PP. Comme on le voit sur la figure 1, chacun des taquets a une section de forme générale ovoïde avec une extrémité renflée 44, de plus grande section, dirigée vers l'extérieur et une extrémité amincie 46, de plus petite section, dirigée vers l'intérieur de la roue. L'extrémité rentrée 44 a un diamètre d d'au moins 25 millimètres (figure 1). Les taquets 42 sont destinés à venir s' engrener dans les espaces vides délimités entre les plots 18. Leur forme amincie vers l'intérieur facilite l'engagement et le dégagement des plots lors de l'engrènement ou du désengrènement de ceux-ci avec la roue motrice. Il est à remarquer en outre que les taquets 42 sont disposés en retrait vers l'intérieur de la roue par rapport aux surfaces de roulement 36. Ce retrait R (figure 1) qui, à titre d'exemple, peut être de l'ordre de 2 millimètres, facilite notamment le dégagement des matériaux (terre, cailloux, paille, etc.) qui se placent entre la chenille et la roue motrice. Sur la figure 1, le diamètre extérieur de la roue 14 est désigné par D. Dans une gamme inférieure, on a H = 50 à 70 millimètres, D minimal = 250 à 300 millimètres et PP = 110 à 135 millimètres. Dans une gamme supérieure, on a H = 70 à 90 millimètres, D minimal = 300 à 550 millimètres et PP = 120 à 155 millimètres. On se réfère maintenant à la figure 6 qui représente une seconde forme de réalisation de l'invention, dans laquelle l'entraînement de la chenille par la roue motrice se fait par adhérence. Dans cette seconde forme de réalisation, la chenille 10 est identique à celle décrite précédemment. Par contre, la roue motrice 114 comporte deux surfaces de roulement 136 propres à recevoir respectivement les deux pistes de roulement de la chenille. Ces deux surfaces de roulement 136 sont délimitées à l'extérieur de deux jantes 138 qui, contrairement à la forme de réalisation décrite précédemment, ne sont pas réunies entre elles par des taquets. Les jantes 138 comportent en effet des prolongements annulaires 140 qui s'étendent radialement vers l'intérieur en formant un angle a identique à celui des faces latérales 22 des plots. Toutefois, les prolongements 140 viennent en contact étroit avec les faces 22 pour assurer l'entraînement de la chenille par adhérence. Il en résulte qu'il n'existe pas de jeu positif entre les prolongements 140 et les faces 22 des plots, mais au contraire un jeu négatif pour assurer l'en- traînement par adhérence. Comme déjà indiqué, la chenille est formée avantageusement d'un matériau élastomère muni d'armatures de renforcement. Ces armatures de renforcement s'étendent seulement dans l'épaisseur de la bande sans fin, et non pas à l'intérieur des plots 18. De façon avantageuse, les plots 18 ont une dureté minimale de 65 Shore A, tandis que la bande 12 a une dureté minimale de 58 Shore A. Dans les formes de réalisation décrites précédemment en référence aux figures 1 à 6, la chenille ne comporte qu'une seule rangée de plots située entre deux pistes de roulement et la roue comporte deux jantes offrant deux surfaces de roulement pour coopérer avec les deux pistes de roulement. Il entre également dans le cadre de l'invention de réaliser des chenilles comportant plusieurs rangées de plots, ceux-ci étant réalisés suivant le même principe que décrit précédemment. Le dispositif d'entraînement de l'invention convient à différentes structures de trains de chenilles, telles que décrites aux figures 7 à 10. Dans la forme de réalisation de la figure 7, la roue motrice 14 est située à l'arrière d'un train 48, la chenille 12 passant autour d'une roue avant 50, non motrice, et autour d'une pluralité de roues supports 52. Dans la forme de réalisation de la figure 8, la chenille 12 du train 54 passe autour d'une roue avant 50 non motrice, d'une roue arrière 56 non motrice et de roues supports 52. La roue motrice 14 est située au-dessus du plan des roues 50 et 56 et vers l'avant par rapport à la roue 56. Le train 58 représenté à la figure 9 s'apparente à celui de la figure 8, sauf que la roue motrice 14, tout en étant située au-dessus du plan des roues 50 et 56, est située vers l'arrière par rapport à la roue arrière 56. Dans la forme de réalisation de la figure 10, le train 60 s'apparente à celui de la figure 8, sauf que la roue motrice 14 est située dans une position médiane par rapport aux roues 50 et 56. L'invention trouve une application particulière aux engins et véhicules tout terrain de structure légère, notamment pour l'agriculture, la viticulture, l'ostréiculture, les secteurs des travaux publics et forestiers. Revendications. 1. Dispositif d'entraînement à chenille, comprenant au moins une chenille (10) formée d'une bande souple sans fin (12) munie intérieurement d'au moins une rangée de plots (18) situés dans le sens de la longueur de la bande, distants entre eux d'un pas constant (PP) et délimités chacun par deux faces transversales (20) dans le sens de la longueur de la bande sans fin et deux faces latérales (22) dans le sens de la largeur de la bande sans fin, ainsi qu'une roue motrice (14; 114) munie d'au moins une surface de roulement (36; 136) sur laquelle s'enroule la chenille (10) et de moyens d'entraînement (42; 140) propres à coopérer avec les plots, caractérisé en ce que les faces transversales (20) des plots (18) sont planes et forment un angle (a) compris entre 30 et 40 par rapport à un plan normal à la bande sans fin de la chenille. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel les faces latérales (22) des plots (18) sont planes, caractérisé en ce que ces faces latérales forment un angle (a) compris entre 8 et 20 par rapport à un plan normal à la bande sans fin de la chenille. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les faces transversales (20) et les faces latérales (22) du plot (18) se raccordent chacune à la bande sans fin par une surface arrondie (24, 26) aboutissant à un rebord (28, 30) formant épaulement et situé à distance de la bande sans fin. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le plot (18) est tronqué de manière à former une face supérieure plane (32) de forme rectangulaire, dont la plus grande dimension (B) s'étend dans le sens de la largeur (L) de la chenille et est au moins égale à 15% de cette largeur (L), et dont la plus petite dimension (A) s'étend dans le sens de la longueur de la bande et est comprise entre 5 et 10 millimètres pour une hauteur (H) du plot comprise entre 50 et 90 millimètres. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la hauteur (H) du plot est comprise entre 50 et 70 millimètres, le diamètre minimal (D) de la roue motrice est compris entre 250 et 300 millimètres et le pas (PP) des plots est compris entre 110 et 135 mm. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la hauteur (H) du plot est comprise entre 70 et 90 millimètres, le diamètre minimal (D) de la roue motrice est compris entre 300 et 150 millimètres et le pas (PP) des plots est compris entre 120 et 155 millimètres. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel les moyens d'entraînement de la roue motrice (14) sont formés d'une multiplicité de taquets (42) disposés parallèlement entre eux à la périphérie de la roue, caractérisé en ce que ces taquets ont une section de forme générale ovoïde avec une extrémité (44) de plus grande section dirigée vers l'extérieur de la roue et une extrémité (46) de plus petite section dirigée vers l'intérieur de la roue, et en ce que les taquets (42) sont disposés en retrait (R) vers l'intérieur de la roue par rapport à la surface de roulement. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les taquets (42) ont, au niveau de la périphérie de la roue (14), un pas circonférentiel (PC) dont la valeur est comprise entre 93% et 100% de la valeur du pas (PP) des plots (18). 9. Dispositif selon l'une des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que la chenille (10) comprend une seule rangée de plots (18) situés entre deux pistes de roulement (34) en forme de coussins formées en surépaisseur à l'intérieur de la bande sans fin (12) et en ce que la roue motrice (14) comporte deux surfaces de roulement (36) propres à recevoir respectivement les deux pistes de roulement (34), ces deux surfaces de roulement comportant chacune des prolongements (40) qui s'étendent radialement vers l'intérieur de la roue, en étant parallèles aux faces latérales (22) des plots (18), de manière à former un jeu latéral moyen limité (J). 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le jeu latéral moyen (J) est compris entre 4 et 8 millimètres. 11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la chenille (12) comprend une seule rangée de plots (18) située entre deux pistes de roulement (134), en ce que la roue motrice (114) comporte deux surfaces de roulement (136) propres à recevoir respectivement les deux pistes de roulement (134), et en ce que ces deux surfaces de roulement comportent des prolongements annulaires (140) dirigés radialement vers l'intérieur de la roue et venant en contact étroit avec les faces latérales (22) des plots pour assurer l'entraînement de la chenille (12) par adhérence. 12. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 11, dans lequel la chenille (12) est formée d'un matériau élastomère renforcé, caractérisé en ce que le matériau des plots a une dureté minimale de 65 Shore A et le matériau des plots une dureté minimale de 58 Shore A.