Brevet FR3032210A1 — publié le 20160805

La présente invention a pour objet un dispositif de tranchage comportant une roue de tranchage de grand diamètre mobile en rotation autour de son axe et comprenant un flasque circulaire équipé à sa périphérie d'une couronne portant des outils de tranchage. Une telle roue de tranchage est classiquement montée sur un véhicule porteur, à l'arrière d'une machine dénommée « trancheuse à roue » ou encore sur des bras de pelleteuse. Ces matériels ont pour fonction de permettre de réaliser des tranchées en vue de la pose de canalisations souterraines (gaz, eau, câbles électriques, fibres optiques...). Un dispositif de tranchage, du type considéré est également équipé d'organes d'entrainement de la roue de tranchage comprenant au moins un moteur de commande hydraulique. Les dispositifs de tranchage ont pendant longtemps été équipés de roues de tranchage à entrainement axial, c'est-à-dire entrai-nées au niveau de leur centre qui présentaient l'inconvénient d'avoir obligatoirement un diamètre très important, notamment pour la réalisation de tranchées profondes. Pour remédier à cet inconvénient, il a déjà été proposé de 20 remplacer un tel entrainement axial classique d'une roue de tranchage par un entrainement tangentiel de celle-ci. De tels dispositifs de tranchage sont ainsi équipés d'organes d'entrainement tangentiel de la roue de tranchage comprenant au moins un moteur de commande hydraulique ainsi qu'au moins un pignon 25 d'entrainement à denture externe monté solidairement en rotation sur l'arbre de sortie de ce moteur de commande. Ces organes d'entrainement tangentiel de la roue de tranchage comportent classiquement une couronne de transmission à denture interne fixée solidairement en rotation au flasque circulaire de la roue de 30 tranchage, coaxialement à cette roue et dont les dents s'engrènent avec les dents de la denture du pignon d'entrainement de façon à commander la rotation de la roue de tranchage. De tels organes d'entrainement tangentiel équipés d'une couronne de transmission à denture interne comportent toutefois plu-35 sieurs inconvénients en particulier liés au fait qu'ils exigent, pour per- mettre la rotation de la roue de tranchage, la mise en oeuvre de moteurs de commande hydraulique à vitesse élevée qui sont particulièrement onéreux. Il est en particulier exclu d'entrainer la roue de tranchage 5 au moyen de moteurs hydrauliques à vitesse lente ayant des caractéristiques très différentes, dont le prix est beaucoup moins important et le montage simplifié. Un autre inconvénient des organes d'entrainement tangentiel connus est lié au fait que, lors de la réalisation de tranchées, la vitesse 10 de rotation de la roue de tranchage centrifuge vers l'extérieur les matériaux non évacués se situant entre l'axe de rotation de la roue et la couronne portant les outils de tranchage et que par suite ces matériaux sont précipités entre les dents de la couronne d'entrainement ce qui diminue considérablement le rendement et génère une usure prématurée des dents 15 de la couronne de transmission ainsi que du pignon d'entrainement monté sur l'arbre de sortie du moteur de commande. La présente invention a pour objet de remédier à ces inconvénients. A cet effet, on a eu l'idée, conformément à l'invention de 20 remplacer la couronne de transmission à denture interne fixée solidairement sur le flasque de la roue de tranchage par un pignon de transmission à denture externe. L'invention concerne ainsi un dispositif de tranchage du type susmentionné caractérisé en ce que les organes d'entrainement tan- 25 gentiel de la roue de tranchage comportent également, outre au moins un moteur de commande hydraulique et au moins un pignon d'entrainement à denture externe monté solidairement en rotation sur l'arbre de sortie de ce moteur de commande, un pignon de transmission à denture externe fixé solidairement en rotation au flasque circulaire de la roue de tran- 30 chage, coaxialement à cette roue et dont les dents s'engrènent avec les dents de la denture du pignon d'entrainement de façon à commander la rotation de la roue de tranchage. Le principal avantage d'une telle configuration est lié au fait que, pour une vitesse de rotation identique de la roue de tranchage, la vi35 tesse du moteur de commande est nettement plus faible dans le cas d'un entrainement par un pignon de transmission à denture externe que dans le cas d'un entrainement par une couronne de transmission à denture interne, ce qui permet la mise en oeuvre de moteurs hydrauliques à vitesse lente. En d'autres termes, le rapport de réduction entre le pignon de transmission à denture externe et le pignon d'entrainement à denture externe rend compatibles les performances des moteurs hydrauliques à vitesse lente avec les performances recherchées (vi- tesse/couple/puissance) ce qui ne serait pas possible avec une roue à 10 denture interne. Un autre avantage du dispositif de tranchage conforme à l'invention est lié au fait que lors de la réalisation de tranchées les matériaux non évacués sont précipités vers la périphérie de la roue de tranchage au-delà des dents du pignon d'entrainement et du pignon de 15 transmission, ce qui permet de diminuer l'usure de ces pignons et d'augmenter dans une large mesure le rendement mécanique. Selon des modes de réalisations préférentiels de l'invention, le pignon de transmission a une géométrie particulière conçue de manière à faciliter l'évacuation des matériaux au niveau de la zone d'engrenage de 20 ce pignon et du pignon de transmission ainsi que l'expulsion vers l'extérieur sous l'action de la force centrifuge des matériaux présents entre l'axe de rotation de la roue de tranchage et la couronne portant les outils de tranchage. A cet effet, et selon une caractéristique particulièrement 25 avantageuse de l'invention la zone située entre chacune des dents de la denture du pignon de transmission se prolonge dans la direction de l'axe de ce pignon par une découpe évasée définissant une zone de dégagement. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, les dents de la denture du pignon de transmission 30 sont déportées vers l'extérieur par rapport au flasque circulaire de ce pignon. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, le pignon de transmission est usiné avec enlèvement de matière de façon à obtenir, par usinage circulaire à la partie centrale de 35 ce pignon un espace interne en retrait par rapport aux dents de la denture de celui-ci, et par usinage entre ces dents, au niveau des découpes évasées une zone d'évacuation des matériaux. Ces caractéristiques coopèrent pour éviter l'encrassement des dents du pignon d'entrainement et du pignon de transmission et facili5 ter l'expulsion des matériaux non évacués. Plus précisément, les zones de dégagement situées entre les dents de la denture du pignon de transmission facilitent l'entrée dans l'espace interne de ce pignon des matériaux présents dans la zone d'engrenage de celui-ci et du pignon d'entrainement. 10 Les zones d'évacuation des matériaux situés entre les dents du pignon de transmission permettent quant à elles l'évacuation vers l'extérieur des matériaux présents dans l'espace interne de ce pignon sous l'action de la force centrifuge engendrée par la vitesse de rotation de la roue de tranchage. 15 Selon une autre caractéristique de l'invention, le pignon de transmission est réalisé en plusieurs parties en forme de secteurs circulaires, notamment en trois parties décalées angulairement de 120° autour de l'axe de rotation de la roue de tranchage. Cette caractéristique permet de démonter le pignon de 20 transmission sans avoir a démonter la roue de tranchage en cas d'usure de la denture de ce pignon. Les caractéristiques du dispositif de tranchage qui fait l'objet de l'invention seront décrites plus en détail en se référant aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels : 25 la figure 1 est une coupe schématique du dispositif de tranchage, la figure 2 est une vue de face du pignon de transmission, la figure 3 est un schéma illustrant l'engrènement des dents du pignon d'entrainement et du pignon de transmission, la figure 4 est une vue de détail en perspective de la zone d'engrènement 30 représentée sur la figure 3, les figures 5a à 5d sont des schémas illustrant le mode d'usinage du pignon de transmission. Selon la figure 1, le dispositif de tranchage est monté sur un véhicule porteur non représenté et comporte essentiellement une roue de tranchage 1 de grand diamètre mobile en rotation autour de son axe médian 3. Cette roue de tranchage 1 comporte un flasque circulaire 2 équipé à sa périphérie d'une couronne 4 portant des outils de tranchage 4a. La roue de tranchage 1 est entrainée en rotation autour de son axe médian 3 par des organes d'entrainement tangentiel comprenant un moteur de commande hydraulique 10 ainsi qu'un pignon d'entrainement 9 à denture externe monté solidairement sur l'arbre de sortie 10a du moteur de commande 10. Les organes d'entrainement tangentiel de la roue de tranchage 1 comportent également un pignon de transmission 5 à denture externe 14 fixé solidairement en rotation au flasque circulaire 2 de la roue de tranchage 1 coaxialement à cette roue. Selon la figure 2, le pignon de transmission 5 est réalisé en trois partie 51, 52, 53 en forme de secteurs circulaires décalés angulaire-ment de 120° autour de l'axe de rotation 3 de ce pignon de transmission 5 et de la roue de tranchage 1. Selon les figures 3 et 4, les dents 14 du pignon de trans20 mission 5 s'engrènent avec les dents 12 du pignon d'entrainement 9 dans une zone d'engrenage 11 des pignons 5, 9 de façon à commander la rotation de la roue de tranchage 1. Selon la figure 1, deux flasques 6 sont respectivement monté fixes en rotation autour de l'axe de rotation 3 de part et d'autre de la 25 roue de tranchage 1 au niveau de la partie supérieure de cette roue et sont solidarisés par un élément de structure boulonné ou soudé 7 de façon à définir un châssis de roue 8. Ce châssis de roue 8 supporte et guide la rotation de la roue de tranchage 1 autour de son axe de rotation 3. 30 Le moteur hydraulique 10 est monté solidairement sur l'un des flasques 6 du châssis 8. Ce moteur 10 est alimenté par une pompe hydraulique non représentée sur les figures. Selon la figure 3, la zone située entre chacune des dents 14 35 de la denture du pignon de transmission 5 se prolonge dans la direction de l'axe de ce pignon par une découpe évasée définissant une zone de dégagement 13. Les matériaux présents dans la zone d'engrenage 1 ides dents 12 du pignon d'entrainement 9 et des dents 14 du pignon de trans5 mission 5 sont poussés dans cette zone de dégagement 13.par les dents 12 du pignon d'entrainement 9 Selon la figure 4, les dents 14 de la denture du pignon de transmission 5 sont déportées vers l'extérieur par rapport au flasque de ce pignon et délimitent un espace interne circulaire 15 autour duquel elles 10 font saillie, et dans lequel pénètrent les matériaux préalablement poussés dans la zone de dégagement 13 située entre ces dents 14. La zone de transition entre la zone de dégagement 13 située entre les dents 14 du pignon de transmission 5 et l'espace interne 15 de ce pignon définit en outre une zone d'évacuation qui facilite l'évacuation 15 des matériaux présents dans l'espace interne 15 vers l'extérieur de la roue de tranchage 1 sous l'action de la force de gravité engendrée par la vitesse de rotation de cette roue. Les zones de dégagement 13 ainsi que l'espace interne 15 de ce pignon et les zones d'évacuation des matériaux 16 sont obtenus par 20 usinage avec enlèvement de matière d'un pignon 5 standard muni d'une denture externe 14 tel que représenté sur la figure 5a. Selon la figure 5b, le pignon standard 5 représenté sur la figure 5a est découpé dans les zones situées entre ses dents 14 de façon à obtenir les zones de dégagement 13. 25 Selon la figure 5b, un usinage circulaire à la partie centrale du pignon 5 permet d'obtenir l'espace interne 15 situé en retrait par rapport aux dents 14 de ce pignon de transmission. Selon la figure Sc, un usinage supplémentaire réalisé entre les dents 14 du pignon 5 permet d'obtenir les zones d'évacuation des ma- 30 tériaux 16. NOMENCLATURE 1 Roue de tranchage 2 Flasque circulaire 3 Axe médian 4 Couronne circulaire 4a Outils de tranchage 5 Pignon de transmission à denture externe 51 Secteur circulaire 52 Secteur circulaire 53 Secteur circulaire 6 Deux flasques 7 Elément de structure 8 Châssis de roue 9 Pignon d'entrainement à denture externe 10 Moteur de commande 10a Arbre de sortie 11 Zone d'engrenage 12 Dents du pignon d'entrainement 9 13 Zone de dégagement 14 Dents du pignon de transmission 5 15 Espace interne circulaire 16 Zone d'évacuation des matériaux REVENDICATIONS1°) Dispositif de tranchage monté sur un véhicule porteur et comportant d'une part une roue de tranchage (1) de grand diamètre, mobile en rotation autour de son axe (3) et comprenant un flasque circulaire (2) équipé à 5 sa périphérie d'une couronne (4) portant des outils de tranchage (4a), et d'autre part des organes d'entrainement tangentiels de cette roue de tranchage (1) comprenant au moins un moteur de commande hydraulique (10) ainsi qu'au moins un pignon d'entrainement à denture externe (9) monté solidairement en rotation sur l'arbre de sortie (10a) de ce moteur de com10 mande (10), caractérisé en ce que les organes d'entrainement tangentiel de la roue de tranchage (1) comportent un pignon de transmission à denture externe (5) fixé solidairement en rotation au flasque circulaire (2) de la roue de tranchage (1), coaxialement 15 à cette roue, et dont les dents (14) s'engrènent avec les dents (12) de la denture du pignon d'entrainement (9) de façon à commander la rotation de la roue de tranchage (1). 2°) Dispositif conforme à la revendication 1, 20 caractérisé en ce que le pignon de transmission (5) est réalisé en plusieurs parties en forme de secteurs circulaires (Si, 52, 53), notamment en trois parties décalées angulairement de 120° autour de l'axe de rotation (3) de la roue de tranchage (1). 25 3°) Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la zone située entre chacune des dents (14) de la denture du pignon de transmission (5) se prolonge dans la direction de l'axe de ce pignon par 30 une découpe évasée définissant une zone de dégagement (13). 4°) Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les dents (14) de la denture du pignon de transmission (5) sont déportées 35 vers l'extérieur par rapport au flasque circulaire de ce pignon.5°) Dispositif conforme à la revendication 4, caractérisé en ce que le pignon de transmission (5) est usiné avec enlèvement de matière de fa- çon à obtenir par usinage circulaire à la partie centrale de ce pignon un espace interne (15) en retrait par rapport aux dents (14) de la denture de celui-ci, et par usinage entre ces dents au niveau des découpes évasées une zone d'évacuation des matériaux (16).