FR2683201A1 - Chenille souple modulaire pour engin automoteur. - Google Patents

Abstract

La chenille pour engin automoteur comprend une bande (12) sans fin en un matériau non extensible et flexible. Cette bande est garnie en sa face intérieure de plusieurs rangées longitudinales de dents transversales (14, 16) de guidage et/ou d'entraînement, et en sa face extérieure d'une série de crampons (18) également transversaux, un groupe transversal de dents (14, 16) étant relié au travers de la bande (12) aux crampons (18) sous-jacents correspondants aux moyens de boulons défaisables.

Description

CHENILLE SOUPLE MODULAIRE
POUR ENGIN AUTOMOTEUR
La présente invention est relative à une chenille comprenant une bande sans fin en un matériau non extensible et flexible, cette bande étant garnie en sa face intérieure de plusieurs rangées longitudinales de dents transversales de guidage et/ou d'entraînement, et en sa face extérieure d'une série de crampons également transversaux. De telles chenilles peuvent être utilisées avantageusement sur des engins automoteurs tels que des engins de chantier de travaux publics ou des engins forestiers voire même des engins militaires.

Les chenilles métalliques, encore couramment utilisées, comprennent une chaîne sans fin passant à l'une des extrémités du véhicule autour d'une roue dentée d'entraînement, communément appelée barbotin, et à l'autre extrémité du véhicule autour d'une roue tendeuse poussée en avant par un dispositif à ressort ou piston pour maintenir cette chaîne tendue. Au niveau du sol, cette chaîne passe également sous une série de galets de roulement, un ou plusieurs galets de renvoi étant situé dans la partie supérieure entre la roue tendeuse et le barbotin. Une série de tuiles métalliques jointives sont rapportées par boulonnage contre la face extérieure de cette chaîne. Fonctionnant à satisfaction d'un point de vue solidité, ces chenilles métalliques constituent toutefois une masse pesante très importante réduisant d'autant la charge utile de l'engin. Surtout, passée une certaine vitesse, les tuiles viennent à frapper le sol avec une force telle que les crampons s'y enfoncent quelle que soit la qualité du revêtement, causant ainsi des dommages irréparables sur les routes asphaltées, dans les chemins forestiers et dans les champs cultivés.

Pour obvier les problèmes précités, il a été suggéré, notamment dans les documents FR-2 521 942,
WO 83/03582 ou WO 84/04075, de rapporter sous les tuiles métalliques des crampons de sol en matériau semi-dur tel que élastomère, caoutchouc ou matière synthétique.

Toutefois, les tuiles continuant à frapper le sol, les dégâts dans le sol sont toujours présents bien que sensiblement diminués. De plus, les fixations de ces crampons par boulons peuvent constituer des points de faiblesse puis de rupture.

Il a ensuite été envisagé, par exemple dans les documents FR-2 617 112 et FR-2 558 132, de réaliser des chaînes par assemblage de maillons plastiques ou d'enfilage de maillons enrobés d'élastomère le long d'un câble lui-même enrobé d'élastomère. Toutefois, ces chaînes présentent une solidité insuffisante lors de contraintes importantes. De plus, leur réparation implique nécessairement l'ouverture de la chaîne ce qui est une opération longue et fastidieuse.

Toujours pour diminuer autant que possible les dégâts causés au sol par la frappe de tuiles, il a été suggéré, notamment dans les documents WO 85/02824,
EP-0 118 912, FR-2 537 083 et FR-2 382 365, des chenilles monobloc en élastomère composées d'une bande sans fin non extensible complétée à l'intérieur de dents d'entraînement et à l'extérieur de crampons. Déjà fort intéressantes pour des engins de petite et moyenne dimension devant opérer sur des routes asphaltées, ces chenilles ont également l'avantage d'être étanches dans le sens vertical lors du passage dans des marais ou des tourbières. Toutefois de telles chenilles présentent comme inconvénient la possibilité de patinage si entraînées uniquement par friction ou l'inconvénient d'une usure rapide au niveau des doigts ou orifices d'entraînement si engagées dans un barbotin pour entraînement de type à engrenage. L'usure ou l'arrachage accidentel de seulement quelques dents d'entraînement ou de quelques crampons implique alors nécessairement le changement de la totalité de la chenille, ce qui revient rapidement à prix prohibitif. Enfin, ces chenilles monobloc sont réalisées en des longueurs prédéterminées pas toujours compatibles avec la conception d'un engin de dimension tombant justement entre deux.

Le document EP-0 006 300 divulgue une chenille composée de deux bandes sans fin élastomères maintenues parallèles entre elles par une série de traverses-crampons, lesquelles traverses sont complétées de dents de guidage latérales et centrales protubérant au dessus des bandes. Toutefois, ces bandes élastomères comprennent une série d'inserts de fixations moulées dans la masse faisant que la rupture de quelques unes d'entre elles implique à nouveau le changement de toute la bande.

De plus, un espace libre reste présent entre les dents de guidage de deux traverses successives faisant que cette chenille n'est plus étanche lors du passage dans des sols très humides.

Le but de la présente invention est une chenille du type à bande sans fin en un matériau non extensible et flexible pour réduire autant que possible les dégâts causés au sol, cette chenille étant plus simple à réaliser en toute longueur voulue, et pouvant être réparée aisément si nécessaire. De préférence, cette chenille doit présenter, sans autre modification, une étanchéité dans le sens vertical et la possibilité d'un double entraînement par friction ou par barbotin pour faciliter ainsi le passage en des zones particulièrement humides.

Ce but est réalisé grâce à une chenille comprenant une bande sans fin en un matériau non extensible et flexible, cette bande étant garnie en sa face intérieure de plusieurs rangées longitudinales de dents transversales de guidage et/ou d'entraînement et en sa face extérieure d'une série de crampons du fait que les dents et crampons sont des éléments rapportés sur la bande par des liaisons non définitives, un groupe transversal de dents étant relié au travers de la bande aux crampons sous-jacents correspondants.

Avantageusement, les dents et crampons d'une chenille pour un engin tout terrain sont réalisés en un matériau synthétique de dureté shore comprise entre 85 et 100 et de préférence comprise entre 90 et 95 tel que du polyuréthane. D'une manière similaire, la chenille pour un engin automoteur prévu pour se déplacer dans la neige ou sur la glace peut comprendre des dents réalisées en un matériau synthétique de dureté shore comprise entre 85 et 100 alors que les crampons sont réalisés en aluminium.

Dans ce dernier cas, les crampons débordent hors de la chenille, leurs extrémités extérieures étant reliées entre elles par une seconde bande sans fin en un matériau non extensible et flexible.

Tel que défini, la chenille selon l'invention se présente sous la forme d'une chenille bi-matière caoutchouc/polyuréthane particulièrement souple pour ne pas endommager les sols, mais suffisamment solides pour tenir les contraintes lors de déplacements à vitesse élevée.

Utilement, les dents sont fixées aux crampons sous-jacents correspondants au moyen de plusieurs boulons, chacun traversant la dent au sein d'une douille verticale , traversant la bande au sein d'une entretoise et s'engageant dans une douille verticale taraudée du crampon.

Les dents et crampons sont ainsi démontables de manière aisée pour remplacement s'ils s'avèrent usés, cassés ou détériorés. Les crampons neige peuvent également être changés sans autre pour des crampons tout terrain à l'arrivée du printemps. Il convient de noter que la fixation des dents et crampons est enfermée à l'intérieur de la chenille de manière imperméable aux intempéries. L'entretoise insérée dans la bande élastomère empêche l'écrasement de celle-ci lors du serrage des boulons.

Avantageusement, la chenille est garnie en sa face intérieure de trois rangées longitudinales de dents transversales : une centrale et deux latérales ménageant ainsi deux passages pour des paires de galets de roulement. Alors, le barbotin d'entraînement comprend, dans l'alignement des galetas, une paire de roues dont le pourtour est enrobé de manière synthétique pour entraînement par friction, chaque roue de barbotin pouvant être complétée sur son côté extérieur d'une roue dentée complémentaire engrenant avec les dents latérales de la chenille. Les roues dentées complémentaires peuvent elles-mêmes être constituées d'une série de groupes de dents fixées directement contre le côté extérieur de la roue de barbotin ce qui permet le remplacement uniquement de groupes individuels lors de réparations. Les roues dentées complémentaires sont avantageusement enrobées elles-mêmes de matière synthétique. Avantageusement, les dents latérales correspondantes de la chenille sont conçues de telle sorte à ne porter que sur les flancs des dents complémentaires de barbotin sans atteindre leurs cercles de pieds afin de limiter les efforts de cisaillement pouvant les arracher. Grâce à cet agencement, l'entraînement de la chenille par le barbotin se fait de manière équilibrée par friction et par engrènement.

Utilement, la roue tendeuse, qui est portée à l'extrémité d'un coulisseau poussé en avant par un actuateur au sein d'une glissière dans le longeron du châssis, est constituée d'une paire de roues parallèles dont le pourtour est également enrobé de matière synthétique, cette paire de roues étant située dans l'alignement des galets de roulement.

Utilement encore, les galets de roulement sont montés sur des plaques démontables. Par ailleurs, le coulis seau portant la roue tendeuse peut être extrait de la glissière et le barbotin peut être sorti de l'axe de transmission pour remplacement par des éléments équivalents prévus pour des chenilles conventionnelles métalliques. Grâce à ces aménagements, un même châssis comprenant la cabine et un groupe moteur peut être adapté avec des chenilles métalliques ou des chenilles caoutchouc selon l'usage envisagé.

L'invention sera mieux comprise à l'étude d'un mode de réalisation pris à titre d'exemple nullement limitatif et décrit par les figures suivantes
- la figure 1 est une vue en perspective d'un élément de chenille prévu pour un usage tout terrain,
- la figure 2 est une vue en perspective d'une chenille selon l'invention prévue pour un usage sur neige ou sur glace,
- la figure 3 est une vue en coupe partielle selon le plan III-III de la figure 1,
- la figure 4 est une vue en coupe d'un engin automoteur muni de la chenille selon l'invention,
- la figure 5 est une vue en coupe d'un engin de la figure 4 selon les lignes de coupe A-A, B-B,
- la figure 6 est une vue en coupe transversale du barbotin et
- les figures 7a et 7b sont respectivement une vue en perspective d'une armature métallique d'un groupe de dents et une vue de face d'un groupe de dents enrobées de matière synthétique.

En référence à la figure 1, la chenille 10 selon l'invention est basée sur une bande sans fin 12 en caoutchouc flexible mais non extensible. Cette bande de caoutchouc peut éventuellement être renforcée de manière connue par des câbles longitudinaux pris dans la masse ou par des nappes internes de fibres renforcées. Sur cette bande de caoutchouc sont rapportés d'une part sur la face supérieure des dents de guidage et d'entraînement 14,16 et d'autre part sur la face inférieure en contact avec le sol des crampons 18.

Comme on peut mieux l'observer sur la figure 3, toutes les dents supérieures d'une même rangée sont fixées, au travers de la bande de caoutchouc 12, à un même crampon 18 au moyen de boulons 17. Plus exactement, les dents 16,14 sont munies dans leur masse d'au moins deux douilles traversantes 21, alors que les crampons sont garnis en correspondance de douilles taraudées fermées 23. Ces douilles peuvent être réalisées soit en métal ou en résine synthétique dure. L'orifice correspondant ménagé dans la bande de caoutchouc 16 est protégée par une entretoise 22.

Ainsi, les dents sont en fait fixées aux crampons au moyen de boulons 17 traversant la douille supérieure 21 et dont la partie filetée est engagée dans la douille taraudée 23. Ces boulons 17 se retrouvent donc entièrement dans la masse des dents, de la bande et des crampons donc protégés de l'environnement contre les agressions en corrosion. Pour parfaire, la tête de boulons peut être également recouverte d'un enduit de silicone se solidifiant légèrement.

A l'inverse, si l'un des crampons ou dents vient à s'user ou est détérioré lors d'une manoeuvre, il suffit de le déboulonner pour le remplacer par une pièce identique neuve. Comme on peut le constater, cette opération est aisée, rapide et surtout ne nécessite pas le démontage de toute la chenille.

En référence à la figure 1, les dents supérieures sont organisées en trois rangées longitudinales : une rangée centrale de dents 16 et deux rangées latérales de dents 14 ménageant ainsi deux passages plans 26 et 28 pour des galets de roulement, roue tendeuse et barbotin. Plus particulièrement, les dents du milieu 16 ont un profil frontal rectangulaire et un profil transversal sensiblement trapézoïdal orienté vers le haut. Les dents latérales 14 présentent également un profil transversal sensiblement trapézoïdal orienté vers le haut, et leur profil frontal est chanfreiné vers l'extérieur donnant un aspect trapézoïdal décalé vers l'intérieur.

Les crampons inférieurs 18 se présentent comme illustré sur la figure 1, sous la forme d'une traverse de longueur identique à la largeur de la bande 12 et de section transversale également trapézoïdale mais orientée vers le sol.

Selon l'invention, les crampons 18 sont réalisés en une matière synthétique de dureté shore comprise entre 85 et 100, et plus particulièrement du polyuréthane de dureté shore comprise entre 90 et 95 assurant ainsi une fermeté suffisante pour supporter sans s'écraser la pression issue du poids de l'engin avec sa charge utile, mais tout en restant relativement souple pour ne pas défoncer les sols parcourus. Cette chenille ne peut donc pas détruire les routes asphaltées même par temps chaud d'été et elle aplatit seulement les plantations agricoles leur permettant de se redresser par la suite. Les dents 14,16 sont également réalisées en polyuréthane pour entraînement souple dans le barbotin.

Cet aspect bi-matière bande caoutchouc/crampon polyuréthane permet précisément cet équilibre entre la tenue de route et une relative douceur vis-à-vis du sol.

Si l'engin doit être utilisé sur des pentes neigeuses ou glacées, alors il est facile de modifier les crampons 18 pour ceux 19 illustrés sur la figure 2. Ces crampons 19 sont de préférence réalisés en aluminium avec une section trapézoïdale plus pointue. De plus, pour augmenter la portance de ces crampons et assurer un bon maintien en devers, ceux-ci débordent largement au delà de la bande 12. Les extrémités extérieures de ces crampons 19 sont maintenues entre elles par une seconde bande sans fin 11 en caoutchouc attachée par des boulons 17 pris dans des contre-plaques 15 en aluminium ou autre métal résistant. A titre d'exemple, une chenille 10 de largeur de 550 ou 650 mm peut accepter des barrettes de 1,10 m de longueur, une chenille de 650 mm de largeur peut accepter des barrettes de 1,30 m alors qu'une chenille de 750 ou 850 mm de largeur peut accepter des barrettes de longueur allant jusqu'à 1,40 m. Bien entendu, avec la fonte des neiges, il est aisé de retransformer le véhicule en un engin tout terrain en réinstallant des crampons de polyuréthane 18.

La chenille selon l'invention est installée sur un engin qui va être maintenant être décrit plus en détail en référence aux figures 4 et 5. Cet engin comporte, de manière conventionnelle, un châssis 50 complété de part et d'autre par des longerons longitudinaux 52. Ces longerons 52 sont complétés par une série de pieds 56 supportant chacun une paire latérale de galets de roulement 58 prévus pour rouler dans les passages plans 26 et 28 de la chenille. En d'autres termes, et comme on peut mieux le constater sur la figure 5, les dents 16 combinées avec les dents latérales 14 empêchent aux galets 58 de sortir hors de la chenille.

Avantageusement, les pieds 56 sont rapportés sous le longeron 52 grâce à une plaque boulonnée 54.

Sur la partie droite de la figure 4 est illustré un barbotin d'entraînement spécialement conçu pour la chenille selon l'invention. Tel qu'illustré sur la figure 6, ce barbotin comprend une paire de roues de base 75,75' parallèles montées sur un même moyeu 79. Le pourtour cylindrique de ces deux roues est garni d'un enrobage polyuréthane 76,76'. De plus, la face extérieure < à droite et à gauche dans la figure 6) de chaque roue est complétée par une couronne de dents 72. Cette couronne est en fait constituée d'une pluralité de secteurs mieux illustrés sur la figure 7 Chaque secteur comprend une âme métallique 71 réalisée à partir de trois plaques taillées selon une forme commune puis soudée à plat l'une sur l'autre. Cette âme métallique 71 est ensuite enrobée également de polyuréthane 73.

La forme de l'enrobage 73 est conçue de telle sorte que la partie intérieure des dents 14 ne prenne appui que contre les flancs des dents 72 et n'atteigne jamais le cercle intérieur. En effet, si les dents 14 venaient à pénétrer jusqu'au fond des dents 72, on ne pourrait empêcher l'apparition d'efforts de cisaillement importants et inutiles diminuant notablement la durée de vie de ces dents.

Il est à noter que, dans ce barbotin, toutes les pièces sont assemblées de manière non définitive au moyen de boulons : aussi bien les roues 75 par rapport au moyeu 79, que les dents 72 contre les roues 75 permettant, si nécessaire, des réparations aisées sur le site.

Comme on peut bien l'observer sur la partie droite de la figure 4, l'entraînement de la chenille 10 selon l'invention se fait donc pour partie par friction par les roues 75 sur les passages plans 26, 28 et pour partie par engrènement des dents latérales 14 de chenille par les dents de barbotin 72. Cet engrènement permet de se dégager facilement en terrain marécageux où la friction perd notablement de son efficacité, alors que cet entraînement par friction prend la relève sur les sols plus durs déchargeant grandement les efforts sur les dents de chenille 14.

Tel qu'illustré sur partie gauche de la figure 4, la chenille 10 est maintenue en permanence sous tension par une roue tendeuse 60. Cette roue comprend en fait une paire de roues parallèles situées dans les passages plans 26 et 28 de la chenille. L'axe entre cette paire de roues est lui-même tenu à l'extrémité d'un coulisseau 62 mobile en translation à l'intérieur d'une glissière 63 mieux visible sur la partie gauche de la figure 5. L'extrémité interne de ce coulisseau est poussée en permanence en avant par un amortisseur 64 ou un vérin hydraulique piloté de la cabine. Ainsi, une tension suffisante étant appliquée en permanence à la chenille 10, la bande de caoutchouc 12 non extensible ne peut se plier en aucun cas faisant que les crampons 18 ou 19 se retrouvent toujours perpendiculaires au sol.

L'un des avantages de la chenille 10 selon l'invention réside dans son mode de fabrication. En effet, on peut fabriquer d'une part un lot important de dents 14,16 et crampons 18 en des dimensions uniques standardisées. Lors de la conception d'un engin, on peut envisager à loisir une chenille plus ou moins longue selon la charge finale, une bande de caoutchouc 12 étant alors coupée à la longueur nécessaire puis garnie à intervalles réguliers d'ensemble crampon/dent.

On remarquera par ailleurs que la bande de caoutchouc 12 étant pleine, l'ensemble de la chenille reste étanche dans le sens vertical ce qui lui permet de passer aisément dans des sols marécageux. De plus, l'engrènement des dents de barbotin dans les dents de chenille a tendance à évacuer au fur et à mesure la boue pouvant éventuellement remonter par le côté.

Par ailleurs, il est prévu que les plaques 54 supportant les pieds de galets de roulement 58 ne soient que boulonnés, et que la roue tendeuse 60 puisse être sortie avec son coulis seau 62 hors de la glissière 63 et que le barbotin 70 puisse être démonté de son moyeu.

Alors, il est possible de réinstaller des galets, roue tendeuse et barbotin spécifiquement prévus pour chaînes de chenille métalliques. La possibilité d'une telle transformation permet de réaliser une polyvalence d'utilisation pour un même châssis 50 sur lequel reste à demeure le groupe moteur et d'entraînement, l'habitacle et les éventuels équipements tels que grue ou plateformes de support.

De nombreuses améliorations peuvent être apportées à cette chenille dans le cadre de cette invention.

Claims (12)

REVENDICATIONS

1. Chenille pour engin automoteur comprenant une bande (12) sans fin en un matériau non extensible et flexible, cette bande étant garnie en sa face intérieure de plusieurs rangées longitudinales de dents transversales (14,16) de guidage et/ou d'entraînement, et en sa face extérieure d'une série de crampons (18) également transversaux, caractérisée en ce que les dents et crampons sont des éléments rapportés sur la bande par des liaisons non définitives, un groupe transversal de dents (14,16) étant relie au travers de la bande (12) aux crampons (18) sous-jacents correspondants.

2. Chenille pour engin automoteur tout terrain selon la revendication 1, caractérisée en ce que les dents (14,16) et crampons (18) sont réalisés en un matériau synthétique de dureté shore comprise entre 85 et 100.

3. Chenille pour engin automoteur selon la revendication 1 prévue de se déplacer dans la neige ou sur la glace, caractérisée en ce que les dents (14,16) sont en réalisées en un matériau synthétique de dureté shore comprise entre 85 et 100, et les crampons (18) sont réalisés en aluminium.

4. Chenille pour engin automoteur selon la revendication 3, caractérisée en ce que les crampons (19) prévus pour la neige ou la glace débordent hors de la chenille (10), leurs extrémités extérieures étant reliées entre elles par une seconde bande (11) sans fin en un matériau non extensible et flexible.

5. Chenille selon la revendication 1, caractérisée en ce que les dents (14,16) sont fixées aux crampons (18) sous-jacents correspondants au moyen de plusieurs boulons (17) chacun traversant la dent au sein d'une douille (21) verticale, traversant la bande (12) au sein d'une entretoise (22) et s'engageant dans une douille verticale taraudée (23) du crampon.

6. Engin automoteur muni d'une chenille selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la chenille (10) est garnie en sa face intérieure de trois rangées longitudinales de dents transversales : une centrale (16) et deux latérales (14) ménageant ainsi deux passages (26,28) pour des paires de galets de roulement (58) ; et en ce que le barbotin (70) d'entraînement comprend, dans l'alignement des galets, une paire de roues (75) dont le pourtour est enrobé de matière synthétique pour entraînement par friction, chaque roue de barbotin (75) pouvant être complétée sur son côté extérieur d'une roue dentée complémentaire (71) engrenant avec les dents latérales de la chenille.

7. Engin automoteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que les roues dentées complémentaires (71) de barbotin (70) sont constituées d'une série de groupes de dents (72) fixés directement contre le côté extérieur de la roue de barbotin (75).

8. Engin automoteur selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que les roues dentées complémentaires (71) sont enrobées de matière synthétique.

9. Engin automoteur selon la revendication 8, caractérisé en ce que les dents latérales (14) de la chenille (10) portent seulement sur les flancs des dents complémentaires (72) de barbotin (70) sans atteindre leurs cercles de pieds.

10. Engin automoteur selon la revendication 6 dont la roue tendeuse est portée à l'extrémité d'un coulisseau (62) poussé par un actuateur (64) en avant dans une glissière (63) située à l'intérieur d'un longeron (52) du châssis (50), caractérisé en ce que cette roue tendeuse (60) est constituée d'une paire de roues parallèles dont le pourtour est enrobé de matière synthétique et qui sont situées dans l'alignement des galets de roulement (58).

11. Engin automoteur selon les revendication 6 à 10, caractérisé en ce que les galets de roulement (58) sont montés sur des plaques démontables (54), en ce que le coulisseau (62) portant la roue tendeuse (60) peut être extrait de la glissière (63), et en ce que le barbotin (70) peut être sorti de l'axe de transmission pour remplacement par des éléments équivalents prévus pour des chenilles conventionnelles métalliques.

12. Chenille selon la revendication 1, caractérisée en ce que les dents et crampons sont réalisés en polyuréthane.