Brevet FR2792343A1 — publié le 20001020

DISPOSITIF DE LIAISON ENTRE DES PIECES D'USURE AUX EXTREMITES D'OUTILS ET RECEPTACLES EN USAGE SUR LES ENGINS ET MATERIELS DE TRAVAUX PUBLICS L'invention se rattache aux secteurs techniques des équipements d'engins de travaux publics présentant des bennes, godets ou autres réceptacles susceptibles de venir racler, prélever des matériaux ou autres en vue de leur évacuation d'un lieu donné vers d'autres postes opératoires, à l'aide d'engins et matériels de travaux publics. Les demandeurs ont déjà développé un dispositif et procédé de liaison des pièces d'usure dans les applications précitées, qui ont fait l'objet d'un brevet européen délivré 618.334. Succinctement, le dispositif de liaison des pièces d'usure telles que dents amovibles et adapteurs formés aux extrémités d'outils et réceptacles est remarquable en ce que la dent et l'adapteur sont pourvus sur au moins une ou leurs faces de contacts et/ou dans leur épaisseur avec une ou des configurations additionnelles pour constituer des zones et volumes d'introduction, de logement, de retenue et d'enlèvement d'un matériau de remplissage mis en place après montage préalable de la dent sur l'adapteur pour constituer au moins dans ces zones un contact absolu entre la dent et l'adapteur, permettant à ce dernier d'accepter les contraintes et sollicitations sur de plus grandes surfaces, le matériau étant sous forme fluide et à capacité d'auto-déformation, ledit matériau en se solidifiant assurant les fonctions de liaison et de maintien entre la dent et l'adapteur. 2 2792343 La ou les configurations additionnelles des zones de logement destinées au remplissage et retenue du matériau ont pour fonction de fixer la ou les masses de matériau élastique pour être capable de jouer en compression, en expansion pendant la transmission à l'adapteur des contraintes mécaniques multidirectionnelles que reçoit la dent pendant son travail. Le dispositif précité prévoit aussi l'adjonction d'une clavette participant à la liaison de l'ensemble. Le dispositif précité et le procédé s'y rapportant défini dans le brevet EP 618.334 ont fait l'objet d'expérimentations complémentaires compte tenu des contraintes existantes, qui apparaissent et résultent de l'exploitation du brevet précité. Les expérimentations complémentaires sont également applicables à d'autres types de liaison dent / adapteur utilisant un moyen de liaison par clavette. L'utilisation de clavettes est bien connue en soi et les demandeurs l'ont rappelé et cité de nombreux exemples dans ce brevet européen précité. Dans le cadre de leurs recherches, les demandeurs ont souhaité optimiser la mise en oeuvre du dispositif de liaison des pièces d'usure dent sur adapteur par des configurations très particulières permettant l'obtention d'assemblages très performants. Lesdites recherches et expérimentations ont permis ainsi de développer et sélectionner des formes spécifiques de la dent et l'adapteur et 3 2792343 de la clavette de liaison éliminant tout risque de perte de clavette en service, assurant des conditions faciles pour le montage et le changement des dents in situ avec à chaque changement l'obtention systématique de la même qualité d'assemblage que celle initiale. Un autre but recherché selon l'invention était la conception et la sélection d'un matériau de remplissage dans sa nature et ses caractéristiques. Selon une première caractéristique, le dispositif de liaison entre des pièces d'usure du type dent-adapteur aux extrémités d'outils et réceptacles en usage sur les engins et matériels de travaux publics, du type o la dent et l'adapteur sont pourvus sur au moins une ou leurs faces de contact, et/ou dans leur épaisseur avec une ou des configurations additionnelles pour constituer des zones et volumes d'introduction, de logement, de retenue et 1 5 d'enlèvement d'un matériau de remplissage après montage préalable de la dent sur l'adapteur, avec l'adjonction d'une clavette pour constituer un contact entre la dent, l'adapteur et la clavette, se caractérise en ce que: _ la clavette disposée verticalement, présente une configuration curviligne en segment, d'épaisseur croissante, ladite clavette ayant une configuration transversale en L, ladite clavette comprenant des zones constituant des zones d'ancrage dans le matériau élastique de remplissage, ladite clavette étant agencée dans sa partie basse avec une forme assurant la fonction de bouchon lors de la mise en place dudit matériau; _ la dent est agencée sur ses faces supérieure et inférieure avec des ouvertures périphériques conformées symétriques pour autoriser le passage de la clavette par le bas, lesdites ouvertures comprenant des profils 4 2792343 symétriques pour l'introduction du matériau de remplissage, le guidage, le blocage et le maintien à étanchéité de la clavette profilée en L; _ l'adapteur est agencé avec des ouvertures profilées de passage de la clavette et ayant une configuration curviligne intérieure arrière pour suivre sans contact la forme de la clavette, les autres ouvertures présentant des formes en saillies constituant des zones possibles d'appui momentané de la clavette en cas d'efforts extrêmes d'arrachement de la dent. Ces caractéristiques et d'autres encore ressortiront bien de la suite de la description. Pour fixer l'objet de l'invention illustré d'une manière non limitative aux figures des dessins o: * la figure 1 est une vue d'un ensemble de pièces d'usure dent sur adapteur avec clavette profilée selon l'invention; * la figure 2 est une vue en perspective de la clavette spécifique en vue de côté arrière; * la figure 3 est une vue en perspective de ladite clavette spécifique en vue de côté avant; * les figure 3a, 3b, 3c sont des vues partielles illustrant les sections de la clavette selon les lignes A-A, B-B, C-C; * la figure 4 est une vue en coupe longitudinale de l'adapteur en montrant les formes spécifiques intérieures relatives à la zone de passage de la clavette; * la figure 5 est une vue de dessus selon la figure 4; * les figures 5a, 5b, 5c sont des vues partielles et en coupe pour la figure 5b, selon les flèches D-D, E-E, F-F de la figure 4; * la figure 6 est une vue en coupe de la dent et de ses profils intérieurs permettant le passage et la mise en place de la clavette; *e la figure 7 est une vue de dessus selon la figure 6; * la figure 8 est une vue en coupe montrant l'assemblage du dispositif selon l'invention; * la figure 9 est une vue de dessus en coupe selon la ligne G-G selon la figure 8. Afin de rendre plus concret l'objet de l'invention, on le décrit maintenant d'une manière non limitative illustrée aux figures des dessins. Le dispositif d'assemblage pour pièces d'usure dans les applications considérées met en oeuvre quatre composants à savoir: une dent (1), un adapteur (2), une clavette (3) et un matériau élastique de remplissage (4), ce dernier étant destiné à assurer la liaison ferme de l'ensemble ainsi constitué pour répondre aux contraintes mécaniques résultant des sollicitations rencontrées lors de l'utilisation desdites pièces d'usure sur les engins et matériels de travaux publics, et assurer la tenue de la clavette en service. Nous décrirons chacun des trois éléments constitutifs clavette, dent, adapteur dont les formes sont très spécifiques résultant de la recherche d'optimisation de l'ensemble pour offrir les meilleures performances d'assemblage. 6 2792343 La clavette (3) présente, comme représenté aux dessins, une configuration curviligne en segment, d'épaisseur croissante (e) avec une section (el) dans la partie haute de la clavette se situant dans la partie supérieure de liaison dent / adapteur et une section (e2) supérieure à la section (el) dans la partie basse de la liaison dent / adapteur. La clavette présente une bordure (3a) curviligne sur toute sa longueur établie sur une partie seulement de sa largeur en laissant apparaître une zone (3b) destinée à être en regard de la partie avant de l'assemblage. On obtient ainsi, comme représenté figure 3a, à partir du haut de l'assemblage, une section transversale en L. Dans sa partie basse (3c), la clavette présente, au droit de la bordure longitudinale curviligne, un renflement (3d) dont la partie supérieure est susceptible de constituer un tampon ou bouchon lors de la mise en place du matériau élastique de remplissage et de liaison. La clavette présente, dans sa partie supérieure, une première bande munie, sur sa face 1 5 intérieure, d'un évidement (3e) destiné à constituer une zone d'insert du matériau de remplissage. Cet évidement (3e) présente une configuration non rectiligne pour constituer ainsi des zones d'ancrage du matériau. Dans sa partie médiane, la clavette présente une forme en talon (3f) dont la face inférieure (3fl) est sensiblement parallèle à l'axe médian horizontal de la clavette lorsque celle-ci est positionnée entre la dent et l'adapteur. Ce talon crée une forme en retrait (3g) qui est ensuite raccordée par un nervurage oblique (3h) avec la base inférieure (3m) de la clavette. L'orientation oblique est suffisamment marquée pour donner une configuration spécifique à la manière d'une crosse de fusil. Sur la face latérale de la clavette, la base inférieure présente un renflement (3n) partiel constituant une zone complémentaire de fermeture avec la dent ainsi qu'il apparaîtra par la suite. 7 2792343 Les chants supérieur et inférieur (3p, 3r) de la clavette ne sont pas parallèles et ont une configuration oblique s'orientant vers l'extrémité de la dent. Le profil très spécifique de la clavette a pour but de conférer à celle- ci les fonctionnalités et avantages suivants: - La forme curviligne la rend compatible avec les systèmes d'assemblage de dent / adapteur dans lesquels est prévu un mouvement réduit possible de la dent dans un plan vertical lors des efforts de cavage. - Cette forme curviligne permet une augmentation de la longueur de la clavette et de sa surface d'appui réduisant ainsi la pression exercée sur la masse du matériau de remplissage. - Une réduction du risque de chute intempestive de la clavette lors du montage et avant introduction du matériau de remplissage. - Le vide formé par la section en L de la clavette crée le canal d'introduction et d'écoulement du matériau élastique de remplissage. Un autre avantage réside dans le fait que la base inférieure (3m) assure une fonction de bouchon au matériau élastique de remplissage. De par la forme de la clavette, celle-ci est détrompée et ne peut être placée à l'envers. Elle se met en place en étant introduite par l'ouverture inférieure de la dent et ne peut pas sortir de l'assemblage par le haut. Pour se trouver solidarisée à la dent et ainsi remplir ses conditions de service, la clavette constitue par sa forme spécifique, trois zones de butée et de coincement par rapport à la dent, à savoir: les extrémités supérieure (3t) 8 2792343 et inférieure (3u) et par sa partie avant oblique (3h), et ce dans une situation de triangulation. La configuration spécifique de la clavette avec des zones de crantage (3e - 3f) dans le matériau élastique de remplissage ont pour but d'agir dans ledit matériau respectivement en compression et en cisaillement pour s'opposer à la pression des matériaux du haut vers le bas qui peut s'appliquer sur l'extrémité de la clavette dont la surface a été établie à une valeur minimale et assurer la tenue optimale recherchée en service. Il y a lieu de décrire les caractéristiques de la dent qui sont établies à partir du profil de la clavette. La dent (1) présente ainsi, dans son plan d'extrémité supérieure (la), de part et d'autre de ses oreilles latérales (lb), une ouverture (if) permettant le passage de la clavette profilée précitée. 1 5 L'ouverture présente une forme pentée (le) orientée obliquement qui sert de conduit d'introduction du matériau élastique de remplissage, avec une zone d'appui (lc) de ladite clavette, dans sa configuration en L. Ladite ouverture (lf) formée sur la dent permet de définir également un talon (lg) face auquel viendra en regard la zone (3b) de la clavette, par son extrémité supérieure. La face inférieure (lh) de la dent présente, à son tour, une ouverture profilée (lm) permettant l'engagement de la clavette par le bas. Cette ouverture (lm) profilée présente également une partie pentée (In) orientée en opposition de la partie pentée supérieure précitée, et elle permet l'appui et le positionnement de la nervure oblique (3h) établie sur la clavette qui se trouve de ce fait mise en contact en (lc). L'ouverture inférieure est profilée 9 2792343 pour former également un talon (lr) adjacent à la partie pentée mais de pente différente pour s'adapter en regard des formes (3m) de la clavette. En d'autres termes, les ouvertures supérieure et inférieure formées sur les parois de la dent, sont conformées symétriquement pour autoriser spécifiquement le montage de la clavette, sa mise en position et son coincement en position de service, de manière à parfaitement solidariser la clavette et la dent, tout en créant, sur la face supérieure, un canal d'introduction du matériau élastique de remplissage et en obturant l'ouverture inférieure avec possibilité de réversibilité de la dent. Il convient dès lors d'exposer la configuration spécifique de l'adapteur. L'adapteur (2) présente un nez (2a) à double pente avec un angle aval i 5 (2b) donnant le niveau de résistance requise par rapport à la section critique définie par l'axe R-R, situé en avant de l'ouverture permettant le passage de la clavette. Il comprend un angle amont (2c) d'amplitude plus réduit et permettant d'assurer la jonction avec la partie supérieure de l'adapteur. Il comporte à l'avant deux plats de stabilisation (PS) et à l'arrière les logements des oreille de la dent (LO) qui coopèrent pour gérer les efforts verticaux transmis par la dent. Il dispose de deux zones de contact latéral (FL) qui constituent ses faces d'appui permanent avec la dent. Selon la spécificité de l'adapteur, ce dernier est agencé de sorte que la clavette soit positionnée en situation la plus arrière dans la zone la plus massique et donc robuste de l'adapteur. Par ailleurs, des zones en saillie supérieure (2d) et inférieure (2e) sont établies en débouchant dans le volume intérieur du nez de l'adapteur recevant la clavette. La zone en saillie 2792343 supérieure (2d) par sa face apparente (2dl) de la zone en saillie constitue une zone possible d'appui momentané de la clavette, dans le cas d'efforts extrêmes d'arrachement de la dent. La zone (2e) est établie sous forme de bossage et se situe dans la partie inférieure du nez de l'adapteur. Elle constitue également une zone possible d'appui momentané de la clavette dans le cas d'efforts extrêmes d'arrachement de la dent. Intérieurement, celui-ci présente une chambre (2f) dont les sections successives sont représentées aux figures 5a, 5b, 5c des dessins. La partie intérieure arrière du logement de la clavette dans l'adapteur présente une configuration curviligne (2h) pour suivre sans contact la forme de la clavette. Cette disposition contribue en rapprochant des oreilles de la dent le pivot que constitue le clavetage, à diminuer l'amplitude de déplacement horizontal de la dent permis par le jeu latéral. 1 5 En se référant aux figures des dessins, on voit que le remplissage des cavités dans l'ensemble formé par les dents, adapteur et clavette permet d'obtenir une liaison optimisée avec une parfaite tenue de la clavette. Un avantage spécifique réside dans le fait que la clavette n'est enlevable que par le bas de la structure d'ensemble. Son positionnement vertical est rendu facile par les différentes zones de guidage. Les différentes sections à pans coupés formant rampe permettent de contribuer à l'obtention d'une étanchéité totale du matériau de remplissage. Ledit matériau de remplissage totalement confiné occupe la totalité du volume disponible dans l'interface clavette adapteur et la partie supérieure de la dent et n'a aucune possibilité de s'échapper d'une manière 1 1 2792343 ou d'une autre. Dans le cas d'efforts extrêmes d'arrachement de la dent, la mise en compression du matériau de remplissage par l'appui de la clavette amène ledit matériau à un état de raideur progressive créant une force d'opposition extrême élevée avec rétablissement élastique de la position normale de tous les éléments (dent, adapteur, clavette), dès que cesse la contrainte d'arrachement de la dent. Le volume prévu dans la chambre (2f) est défini pour donner la quantité de matériau nécessaire pour faire office de tampon élastique, assurer le crantage de la clavette et également pour réaliser un effet de masse permettant une auto-suffisance thermique de prise dans le cas des mises en oeuvre hivernales avec matériau élastique de remplissage disposant d'une réaction exothermique de polymérisation. 1 5 Selon une autre caractéristique de l'invention, le matériau élastique de remplissage est choisi et sélectionné dans les matières suivantes Il peut être soit: - un système polyuréthanne mono ou bicomposants constitué à partir de polyols, isocyanates et/ou prépolymères; - un système polyorganosiloxane de la famille des élastomères silicones RTV (Room Temperature Vulcanizing), mono ou bi- composants, obtenu par hydrolyse et polycondensation des chlorosilanes avec ajouts d'agents réticulants et de charges. Leur dureté est comprise entre 50 et 80 Shore A. 12 2792343 On souligne encore la spécificité des formes de la clavette et de la dent et de l'adapteur en résultant qui constituent une optimisation à l'utilisation du matériau de remplissage et de liaison défini précédemment. Le changement de dent s'effectue d'une manière simple et rapide par une simple action de frappe sur la partie supérieure de la clavette qui est dégagée par le bas en provoquant l'arrachement du matériau élastique de remplissage. Ce dernier est facilement retiré par les formes profilées de l'adapteur, dans sa partie inférieure, prévues à cet effet, libérant ainsi le logement dans l'adapteur rendu disponible pour le montage suivant. 13 2792343 REVENDICATIONS -1- Dispositif de liaison entre des pièces d'usure du type dent-adapteur aux extrémités d'outils et réceptacles en usage sur les engins et matériels de travaux publics, du type o la dent et l'adapteur sont pourvus sur au moins une ou leurs faces de contact, et/ou dans leur épaisseur avec une ou des configurations additionnelles pour constituer des zones et volumes d'introduction, de logement, de retenue et d'enlèvement d'un matériau de remplissage après montage préalable de la dent sur l'adapteur, avec l'adjonction d'une clavette pour constituer un contact entre la dent, l'adapteur et la clavette, ledit dispositif étant caractérisé en ce que: _ la clavette (3) disposée verticalement, présente une configuration curviligne en segment, d'épaisseur croissante, ladite clavette ayant une 1 s configuration transversale en L, ladite clavette comprenant des zones (3e,3f) constituant des zones d'ancrage dans le matériau élastique de remplissage (4), ladite clavette étant agencée dans sa partie basse avec une forme (3d) assurant la fonction de bouchon lors de la mise en place dudit matériau; _ la dent (1) est agencée sur ses faces supérieure (la) et inférieure (lb) avec des ouvertures périphériques conformées symétriques pour autoriser le passage de la clavette par le bas, lesdites ouvertures (lf-lm) comprenant des profils symétriques pour l'introduction du matériau de remplissage, le guidage, le blocage et le maintien à étanchéité de la clavette profilée en L; _ l'adapteur (2) est agencé avec des ouvertures profilées de passage de la clavette et ayant une configuration curviligne (2b) intérieure arrière pour suivre sans contact la forme de la clavette, les autres ouvertures 14 2792343 présentant des formes en saillies (2d,2e) constituant des zones possibles d'appui momentané de la clavette en cas d'efforts extrêmes d'arrachement de la dent. -2- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la clavette (3) présente une configuration curviligne en segment, d'épaisseur croissante (e) avec une section (el) dans la partie haute de la clavette se situant dans la partie supérieure de liaison dent/adapteur et une section (e2) supérieure à la section (el) dans la partie basse de la liaison dent/adapteur, les chants supérieur et inférieur de la clavette n'étant pas parallèles et ayant une orientation oblique vers l'extrémité de la dent. -3- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la clavette présente une bordure (3a) curviligne sur toute sa 1 5 longueur établie sur une partie seulement de sa largeur en laissant apparaître une zone (3b) destinée à être en regard de la partie avant de l'assemblage définissant une section transversale en L, et en ce que le vide formé par la section en L de la clavette constitue le canal d'introduction et d'écoulement du matériau élastique de remplissage. -4- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la clavette présente: _ dans sa partie basse (3c), au droit de la bordure longitudinale curviligne, un renflement (3d) dont la partie supérieure est susceptible de constituer un tampon ou bouchon; 1 5 1 5 2792343 _ dans sa partie supérieure, une première bande munie, sur sa face intérieure, d'un évidement (3e) destiné à constituer une zone d'insert dans le matériau de remplissage; _ dans sa partie médiane, la clavette présente une forme en talon (3f) dont la face inférieure (3fl) est sensiblement parallèle à l'axe médian horizontal de la clavette lorsque celle-ci est positionnée entre la dent et l'adapteur, ce dit talon créant une forme en retrait (3g) qui est ensuite raccordée par un nervurage oblique (3h) avec la base inférieure (3m) de la clavette. -5- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que cet évidement (3e) présente une configuration non rectiligne pour constituer ainsi des zones d'ancrage du matériau. -6- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que sur la face latérale de la clavette, la base inférieure présente un renflement (3n) partie constituant une zone complémentaire de fermeture avec la dent. -7- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la clavette constitue par sa forme spécifique, trois zones de butée et de coincement par rapport à la dent, à savoir: les extrémités supérieure (3t) et inférieure (3u) et par sa partie avant oblique (3h), et ce dans une situation de triangulation. -8- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé: 16 2792343 en ce que la dent (1) comprend, dans son plan d'extrémité supérieure (la), une ouverture (lc) de passage de la clavette, et présentant une forme pentée (le) orientée obliquement avec une ouverture de guidage (If) de ladite clavette, dans sa configuration en L supérieure, ladite ouverture (lf) formée sur la dent permettant de définir un talon (lg) vis à vis duquel vient en regard de la zone (3b) de la clavette, par son extrémité supérieure, - et en ce que la face inférieure (1h) de la dent comprend une ouverture profilée (lm) permettant l'engagement de la clavette par le bas, ladite ouverture (lm) profilée présentant une partie pentée (In) orientée en opposition de la partie pentée supérieure (le), et permettant l'appui et le positionnement de la nervure oblique (3h) établie sur la clavette, ladite ouverture inférieure étant profilée pour former un talon (Ir) adjacent à la partie pentée mais de pente différente pour s'adapter en regard des formes (3m) de la clavette. -9- Dispositif selon l'une quelconque des revendications I à 8, caractérisé en ce que l'adapteur est agencé de sorte que la clavette soit positionnée en situation la plus arrière dans sa zone la plus massique, des zones en saillie supérieure (2d) et inférieure (2e) étant établies en débouchant dans le volume intérieur du nez de l'adapteur recevant la clavette, la zone (2e) étant établie sous forme de bossage et se situant dans la partie inférieure du nez de l'adapteur, l'adapteur comprenant une chambre (2f) pour cette mise en place du matériau élastique de remplissage. 1 7 1 7 2792343 -10- Dispositif selon l'une quelconque des revendications I à 9, caractérisé en ce que le matériau élastique de remplissage est un système polyuréthanne mono ou bicomposants constitué à partir de polyols, isocyanates et/ou prépolymères. -11- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le matériau élastique de remplissage est un système polyorganosiloxane de la famille des élastomères silicones RTV (Room Temperature Vulcanizing), mono ou bi-composants, obtenu par hydrolyse et polycondensation des chlorosilanes avec ajouts d'agents réticulants et de charges.