Brevet FR2732377A1 — publié le 19961004

La présente invention concerne un dispositif pour creuser des tranchées ou analogues dans le sol, et permettre par la suite la pose d'objets allongés tels que des câbles, conduites, etc ... Un tel dispositif de creusage est usuellement associé au châssis d'un engin motorisé à roues ou à chenilles et il comprend une roue trancheuse, à la périphérie de laquelle sont montés des organes de coupe ou une chaîne nécessaires au creusage des tranchées, et un support de roue, qui est articulé par sa base à une potence orientable et coulissable liée audit châssis, et qui présente deux consoles latérales parallèles prolongeant la base et entre lesquelles s'engage la roue. Un mécanisme tournant par roulements, du type à moyeu rotatif et arbre fixe, assure la liaison entre la roue, par l'intermédiaire du moyeu, et les consoles, par l'intermédiaire de l'arbre fixe. Et des moyens d'entraînement en rotation de la roue autour de l'arbre fixe du mécanisme tournant sont également prévus sur lesdites consoles. Bien qu'ils s'avèrent particulièrement adaptés à l'exécution desdites tranchées, ces dispositifs de creusage présentent néanmoins des inconvénients, notamment en ce qui concerne le mécanisme tournant et son montage sur les consoles dudit support et la roue. Actuellement, l'arbre qui porte les roulements par leurs bagues internes est, d'un côté, fixé à l'une des consoles du support et, de l'autre côté, supporté par l'autre console. Un écrou de serrage se visse sur l'extrémité de l'arbre traversant cette dernière console et vient s'appliquer contre celle-ci, ce qui assure le blocage en position de l'ensemble arbre-consoles-bagues internes. Bien souvent, le couple de serrage exercé sur l'écrou est trop élevé, ce qui provoque, d'une part, la déformation des consoles (initialement parallèles) qui tendent à se rapprocher l'une vers l'autre et, d'autre part, l'écrasement des roulements supprimant les jeux fonctionnels nécessaires. Cela entraîne alors un mauvais fonctionnement des roulements, une usure rapide de ceux-ci et des problèmes d'étanchéité entre le moyeu rotatif et l'arbre fixe engendrant des fuites et, donc, une consommation de graisse importante. Par ailleurs, le moyeu est solidarisé par soudage au voile de la roue, de sorte que des imprécisions géométriques, notamment de perpendicularité, peuvent apparaître entre le plan de la roue et l'axe géométrique de rotation du mécanisme tournant, ce qui peut provoquer un mauvais fonctionnement des roulements, déjà sujets au problème de serrage dudit écrou. De plus, le démontage du moyeu du mécanisme est rendu impossible. Pour ces différentes raisons, des interventions fréquentes, longues et fastidieuses doivent survenir au niveau du mécanisme tournant pour le maintenir opérationnel et éviter une immobilisation trop longue du dispositif de creusage et, par conséquent, coûteuse. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients. A cet effet, le dispositif pour creuser des tranchées, du type comportant - une roue trancheuse - un support apte à porter ladite roue et comprenant deux consoles latérales entre lesquelles s'engage ladite roue - un mécanisme tournant par roulements à moyeu rotatif et arbre fixe, disposés respectivement entre ladite roue et lesdites consoles ; et - des moyens d'entraînement en rotation de ladite roue, liés audit support, est remarquable, selon l'invention, en ce que ledit mécanisme tournant est fixé de façon amovible sur ledit support et ladite roue, ledit arbre sur lequel sont montés lesdits roulements étant rapporté de façon démontable sur l'une desdites consoles, tandis que ledit moyeu est rapporté de façon démontable sur ladite roue, et en ce que ledit mécanisme tournant comprend, de plus, un premier organe monté sur ledit arbre pour régler les jeux desdits roulements, et un second organe monté sur ledit premier organe et fixé à l'autre console opposée dudit support, pour régler l'écartement desdites consoles et immobiliser en position ledit premier organe. Ainsi, grâce à l'invention, comme l'arbre du mécanisme tournant est dissocié de l'une des consoles du support par l'intermédiaire des deux organes, on évite les problèmes liés à la déformation des consoles et à l'écrasement des roulements. En effet, on peut régler tout d'abord convenablement le couple de serrage à exercer sur les roulements par le premier organe, indépendant des consoles, puis immobiliser l'arbre par le second organe qui est ensuite monté sur le premier organe alors serré au couple souhaité sur l'arbre, et qui est fixé alors à l'autre console. De plus, puisque le mécanisme tournant est fixé de façon amovible sur les consoles et la roue, des caractéristiques géométriques précises, notamment de perpendicularité entre le voile de la roue et l'axe du moyeu, peuvent être obtenues. Avantageusement, ledit arbre et ledit moyeu du mécanisme sont rapportés par vissage respectivement sur ladite console correspondante et ladite roue. On remarque la simplicité de réalisation du montage dudit mécanisme permettant de respecter lesdites caractéristiques géométriques et assurant, en cas de maintenance, un démontage particulièrement aisé. En particulier, ledit arbre présente, d'un côté, un épaulement annulaire externe qui est fixé par des vis à ladite console correspondante et, de l'autre côté, un filetage qui traverse l'autre console et avec lequel coopère ledit premier organe pour régler et immobiliser axialement les bagues internes des roulements, entre ledit épaulement et ledit premier organe. Quant au moyeu, il présente une bride externe annulaire qui est fixée par des vis au voile de ladite roue. Dans un mode préféré de réalisation, lesdits premier et second organes sont conformés respectivement en écrou et en contre-écrou de section cylindrique, ledit écrou étant monté par son taraudage sur le filetage dudit arbre, tandis que ledit contre-écrou est monté par son taraudage sur un filetage dudit écrou, puis fixé à la console correspondante par des vis de blocage. Par ailleurs, en ce qui concerne les roulements, une entretoise est prévue, autour dudit arbre, entre lesdites bagues internes des roulements, un canal de graissage est ménagé dans ledit arbre pour déboucher au niveau de ladite entretoise, et un épaulement annulaire interne fait saillie du logement cylindrique dudit moyeu pour séparer les bagues externes desdits roulements. Egalement, des ensembles d'étanchéité sont prévus dans des évidements annulaires ménagés respectivement entre les faces transversales dudit moyeu et les parties de consoles en regard qui le chevauchent. Plus particulièrement, chaque ensemble d'étanchéité se compose de deux joints toriques montés sur des bagues qui sont agencées autour d'une surface latérale dudit évidement, et qui présentent une section en L pour être adossées l'une contre l'autre, lesdits joints toriques portés par les bagues s'appliquant contre des surfaces correspondantes de console et de moyeu, tandis que les bagues adossées forment entre elles une surface frottante d'étanchéité. Par ailleurs, on sait que lesdits moyens d'entraînement en rotation de la roue comprennent au moins un moto-réducteur fixé à l'une desdites consoles et dont le pignon de sortie coopère avec une couronne dentée prévue sur le voile de ladite roue. Avantageusement, ladite couronne présente une denture extérieure avec laquelle coopère celle dudit pignon. Ainsi, lors du creusage d'une tranchée, la terre et ses composants parvenant à l'engrenage ont tendance à être éjectés hors de la périphérie de la couronne par la force centrifuge, tandis qu'avec le montage actuel par couronne à denture intérieure, ceux-ci ont tendance à s'accumuler dans cette zone de liaison de l'engrenage, entre les dentures du pignon et de la couronne, altérant leur bon fonctionnement. De plus, avec une telle disposition par denture extérieure, le diamètre de ladite couronne peut être réduit pour etre sensiblement égal à la moitié du diamètre de la roue, ce qui diminue alors considérablement sa masse, alors qu'avec le montage actuel, le diamètre des couronnes est proche de celui de la roue. On sait également que ladite roue est munie à sa périphérie d'une pluralité d'éléments amovibles en forme de secteur, portant des organes de coupe et s'engageant par une partie plane dans une gorge périphérique de ladite roue pour y être maintenus. Selon une autre caractéristique de l'invention, le voile de ladite roue et les parties planes desdits éléments sectorisés sont disposés dans le plan médian de ladite roue, conférant au dispositif une symétrie de réalisation optimale dans ledit plan de la roue. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables. La figure 1 représente un engin motorisé auquel est associé le dispositif pour creuser des tranchées, conforme à l'invention. La figure 2 montre une coupe longitudinale du mécanisme tournant, reliant le support à la roue trancheuse dudit dispositif. La figure 2A est une vue agrandie d'un détail A de la figure 2, montrant l'un des ensembles d'étanchéité du mécanisme tournant. La figure 3 est une coupe schématique dudit dispositif, montrant notamment les moyens d'entraînement de ladite roue trancheuse. Comme le montre la figure 1, l'engin motorisé 1 du type à chenilles dans ce cas, porte un dispositif 2 pour le creusage de tranchées T dans le sol S, en vue d'y poser par la suite des câbles, conduites ou autres objets allongés non représentés. Le dispositif de creusage 2 comprend une roue trancheuse 3, un support 4 de la roue, un mécanisme tournant 5 entre la roue et le support, et des moyens d'entraînement 6 de la roue 3 en rotation autour de l'axe X-X du mécanisme, correspondant alors à celui de la roue. En particulier, le support 4 du dispositif est constitué de pièces assemblées entre elles principalement par soudure et il se présente sous la forme d'un U renversé, comprenant une base 7 et deux consoles parallèles et espacées 8,9, qui prolongent perpendiculairement ladite base et entre lesquelles s'engage ladite roue 3 par l'intermédiaire du mécanisme tournant 5, comme on le verra ultérieurement en regard de la figure 2. La base 7 est articulée autour d'un axe 10 parallèle à l'axe X-X, sur une potence 11 qui est liée au châssis 1A de l'engin motorisé de façon à être coulissable et orientable par rapport à celui-ci. Au moins un vérin de manoeuvre 12 relie la base 7 du support à la potence 11 pour assurer le relevage ou l'abaissement du dispositif 2 dans le plan de la roue.De plus, à la périphérie du voile 3A de la roue, sont montés, de façon connue, des éléments 14 en forme de secteurs sur lesquels sont prévus des organes de coupe 15 destinés au creusage de la tranchée lors de la rotation de la roue 3 et de l'avance de l'engin motorisé. Par ailleurs, on sait que le mécanisme tournant 5 usuellement utilisé, disposé entre le support 4 et la roue 3, est du type à arbre fixe 16 lié au support, et à moyeu rotatif 17 lié à la roue 3, par l'intermédiaire d'un jeu de deux roulements de préférence coniques 18, 19. Avantageusement, comme le montre plus particulièrement la figure 2, le mécanisme tournant 5 est fixé de façon amovible sur le support 4 et la roue 3, respectivement. Pour cela, le moyeu 17 est muni d'une bride externe annulaire 17A qui est rapportée, par l'intermédiaire de vis 20 dans cet exemple de réalisation, sur le voile 3A de la roue, le moyeu s'engageant dans une ouverture 3B centrale au voile, et venant axialement en butée par sa bride 17A contre le voile 3A. Quant à l'arbre 16, il se termine, d'un côté par un épaulement annulaire externe 16A qui est rapporté, également par des vis 21, sur l'extérieur de la console 8, et de l'autre côté, par un filetage 16B traversant l'autre console 9. Les roulements coniques 18, 19 sont montés, par leurs bagues internes 18A, 19A sur la surface cylindrique externe 16C de l'arbre, définie entre le filetage 16B et un épaulement intermédiaire 16D se terminant par l'épaulement 16A, et par leurs bagues externes 18B, 19B dans le logement cylindrique 17B du moyeu 17 en étant séparées l'une de l'autre par un épaulement annulaire interne 17C dudit logement. Aussi, les bagues internes des roulements, entre lesquels est par ailleurs prévue une entretoise 22, sont maintenues axialement en butée contre l'épaulement 16D et un premier organe 23 qui se monte sur le filetage 16B dudit arbre. Ce premier organe 23 se présente sous la forme d'un écrou cylindrique dont le taraudage 23A se visse sur le filetage 16B de l'arbre, et le couple de serrage est réglé de façon appropriée pour tenir compte des jeux fonctionnels des roulements. Avantageusement, un second organe 24 va associer le premier organe 23 à la console 9. Pour cela, le second organe 24 se présente également sous la forme d'un écrou cylindrique, dont le taraudage 24A se visse sur un filetage externe 23B prévu sur l'écrou 23, jusqu'à venir axialement en butée contre l'extérieur de la console 9, comme le montre la figure 2.A ce moment, l'écrou 24 est solidarisé de ladite console 9 par des vis de blocage 25 traversant des trous 24B prévus dans ledit écrou, et s'engageant dans des taraudages prévus dans la console 9. Ainsi, par l'agencement de ces deux écrous 23, 24, on dissocie la liaison entre l'arbre 16 et l'une desdites consoles, de sorte que l'on peut régler le serrage des roulements 18, 19 au couple approprié par l'écrou 23, sans déformer les consoles, ni écraser les roulements, pour fixer l'arbre à l'autre console 9 par l'intermédiaire de l'écrou 24 monté sur le premier écrou réglé 23 (et, donc, indépendant de l'arbre), et permettant de maintenir un écartement parallèle des consoles. Le mécanisme tournant 5 constitue alors une unité indépendante, démontable, vis-à-vis des consoles du support 4. Du point de vue de l'encombrement, on constate que la largeur du mécanisme, comprise entre les faces transversales 16E et 16F de l'arbre, est sensiblement identique à la largeur extérieure, à cet endroit, des parties 8A, 9A de console, ce qui conduit à une compacité appréciable du dispositif à ce niveau. En outre, il est prévu un canal 25 dans l'arbre 16 et l'entretoise 22 pour l'amenée de la graisse depuis l'extérieur, aux roulements. L'étanchéité de ces derniers, vis-à-vis notamment de la terre et de ses composants, est obtenue par deux ensembles identiques 26 prévus respectivement entre les côtés en regard du moyeu 17 et les parties correspondantes 8A, 9A des consoles 8,9, sur lesquelles est rapporté l'arbre 16. Chaque ensemble d'étanchéité 26 est disposé dans un évidement annulaire correspondant 17D prévu dans les faces transversales 17E, 17F du moyeu, et il comprend deux bagues 26A, 26B de section transversale en L, adossées l'une contre l'autre et montées avec jeu sur une surface latérale cylindrique 17G dudit évidement. Comme montré plus particulièrement sur la figure 2A, autour des bagues adossées de chaque ensemble, sont agencés deux joints toriques d'étanchéité 26C dont l'un coopère avec une surface correspondante 8B ou 9B de la partie concernée de console, et dont l'autre coopère avec une surface correspondante 17H de l'évidement concerné dudit moyeu. Ainsi, lors du montage du mécanisme tournant 5, les joints 26C des ensembles peuvent s'appliquer au mieux contre les surfaces 8B, 9B et 17H grâce au montage libre, de façon limitée, des bagues 26A, 26B dont le contact l'une contre l'autre constitue, de plus, une surface frottante d'étanchéité 26D. En outre, une chicane d'étanchéité 27 est définie entre les consoles et les faces 17E, 17F du moyeu, avant d'arriver à l'évidement 17D correspondant, ce qui limite encore l'accès de la terre et de ses composants en direction des ensembles d'étanchéité 26. Grâce à la conception de ces derniers, la consommation de graisse est fortement diminuée. Par ailleurs, les moyens d'entraînement 6 de la roue trancheuse 3 du dispositif sont constitués, généralement, par deux moto-réducteurs 6A solidaires respectivement des consoles 8,9 du support et reliés à l'unité de puissance dudit engin. Comme le montre la figure 3, ces motoréducteurs 6A sont respectivement situés de part et d'autre de la roue, sur les consoles, et les dentures 6E de leurs pignons de sortie 6B coopèrent avantageusement avec des dentures extérieures correspondantes 6C ménagées à la périphérie de couronnes 6D qui sont solidaires de la roue, de part et d'autre du plan P-P de son voile 3A. Avec cet agencement, la force centrifuge, lors de la rotation de la roue autour de l'axe X-X, tend à éjecter la terre et ses composants vers l'extérieur, évitant qu'ils ne s'accumulent entre les pignons et les couronnes, comme cela est le cas avec l'agencement usuel défini préalablement.On remarque également que le diamètre des couronnes est alors sensiblement réduit, pour être environ égal à la moitié de celui de la roue, ce qui réduit avantageusement la masse de la roue trancheuse. Aussi, on voit sur la figure 3 le montage des éléments sectorisés 14 sur la périphérie du voile 3A de la roue. Ces éléments présentent une section transversale en forme de T renversé, dont la base 14A porte les organes de coupe 15, tandis que la partie plane 14B, prolongeant perpendiculairement la base 14A du côté opposé aux organes 15, s'engage dans une gorge périphérique 3C de la roue. Cette gorge, située sur le pourtour du voile, est délimitée par deux plaques parallèles 3D entre lesquelles s'engage la partie plane 14B des éléments pour y être maintenus par des moyens de fixation non représentés. Avantageusement, la gorge périphérique 3C est située dans le plan P-P du voile 3A, de sorte que les parties planes des éléments sont contenues dans ce plan. Ainsi, la roue trancheuse 3 présente-t-elle une conception rigoureusement symétrique par rapport au plan du voile. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour creuser des tranchées, du type comportant - une roue trancheuse (3) ; - un support (4) apte à porter ladite roue et comprenant deux consoles latérales (8,9) entre lesquelles s'engage ladite roue - un mécanisme tournant (5) par roulements à moyeu rotatif et arbre fixe, disposés respectivement entre ladite roue et lesdites consoles ; et - des moyens d'entraînement en rotation (6) de ladite roue, liés audit support, caractérisé en ce que ledit mécanisme tournant (5) est fixé de façon amovible sur ledit support et ladite roue, ledit arbre (16) sur lequel sont montés lesdits roulements (18, 19) étant rapporté de façon démontable sur l'une (8) desdites consoles, tandis que ledit moyeu (17) est rapporté de façon démontable sur ladite roue (3), et en ce que ledit mécanisme tournant comprend, de plus, un premier organe (23) monté sur ledit arbre (16) pour régler les jeux desdits roulements, et un second organe (24) monté sur ledit premier organe et fixé à l'autre console opposée (9) dudit support, pour régler l'écartement desdites consoles et immobiliser en position ledit premier organe. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit arbre (16) et ledit moyeu (17) du mécanisme sont rapportés par vissage respectivement sur ladite console correspondante et ladite roue. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit arbre (16) présente, d'un côté, un épaulement annulaire externe (16A) qui est fixé par des vis à ladite console correspondante (8) et, de l'autre côté, un filetage (16B) qui traverse l'autre console (9) et avec lequel coopère ledit premier organe (23) pour régler et immobiliser axialement les bagues internes des roulements, entre ledit épaulement et ledit premier organe. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit moyeu (17) présente une bride externe annulaire (17A) qui est fixée par des vis au voile (3A) de ladite roue. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes 1 à 4, caractérisé en ce que lesdits premier et second organes (23, 24) sont conformés respectivement en écrou et en contreécrou de section cylindrique, ledit écrou (23) étant monté par son taraudage sur le filetage (16B) dudit arbre, tandis que ledit contre-écrou (24) est monté par son taraudage sur un filetage dudit écrou (23), puis fixé à la console correspondante par des vis de blocage (25). 6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes 1 à 5, caractérisé en ce qu'une entretoise (22) est prévue, autour dudit arbre, entre lesdites bagues internes des roulements (18, 19), en ce qu'un canal de graissage (25) est ménagé dans ledit arbre pour déboucher au niveau de ladite entretoise, et en ce qu'un épaulement annulaire interne fait saillie du logement cylindrique dudit moyeu pour séparer les bagues externes desdits roulements. 7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes 1 à 6, caractérisé en ce que des ensembles d'étanchéité (26) sont prévus dans des évidements annulaires (17D) ménagés respectivement entre les faces transversales dudit moyeu (17) et les parties de consoles (8,9) en regard qui le chevauchent. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que chaque ensemble d'étanchéité (26) se compose de deux joints toriques (26C) montés sur des bagues (26A, 26B) qui sont agencées autour d'une surface latérale (17G) dudit évidement et qui présentent une section en L pour être adossées l'une contre l'autre, lesdits joints toriques portés par les bagues s'appliquant contre des surfaces correspondantes de console (8B, 9B) et de moyeu (17H), tandis que les bagues adossées forment entre elles une surface frottante d'étanchéité (26D). 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, du type dans lequel lesdits moyens d'entraînement en rotation (6) de la roue comprennent au moins un moto-réducteur (6A) fixé à l'une desdites consoles et dont le pignon de sortie (6B) coopère avec une couronne dentée (6D) prévue sur le voile de ladite roue, caractérisé en ce que ladite couronne (6D) présente une denture extérieure (6C) avec laquelle coopère celle dudit pignon et en ce que le diamètre de ladite couronne (6D) est sensiblement égal à la moitié du diamètre de ladite roue. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, du type dans lequel ladite roue est munie à sa périphérie d'une pluralité d'éléments amovibles (14) en forme de secteur, portant des organes de coupe (15) et s'engageant par une partie plane (14B) dans une gorge périphérique (3C) de ladite roue pour y être maintenus, caractérisé en ce que le voile (3A) de ladite roue et les parties planes (14B) desdits éléments sectorisés sont disposés dans le plan médian de ladite roue.