Brevet FR2011654A1 — publié le 19700306

L'invention concerne un appareil pour creuser des tranchées et vise particulièrement mais non exclusivement un appareil pour creuser des tranchées extrêmement étroites» A titre d'exemple, l'appareil peut être utilisé pour creuser 5 une tranchée ayant environ 10cm de large et une profondeur pouvant atteindre 6m ou davantage. Des tranchées étroites sont nécessaires dans de nombreux cas. Far exemple, des tranchées peu profondes sont souvent nécessaires pour le dépôt de câbles ou de canalisations. Ses tranchées étroites et profondes sont nécessai-10 rea entre autres pour l'insertion de feuilles imperméables dans le sol en vue de constituer des réservoirs à eau dans lesquels l'eau de pluie se rassemble au-dessus d'une nappe d'eau superficielle salée. Pourvu que le barrage imperméable s'étende au-dessous du niveau normal de la nappe superficielle saline, l'eau de 15 pluie se rassemble au-dessus de l'eau saline, et peut la déplacer vers le bas sur toute la hauteur du barrage ou même au-dessous de ce dernier. Un autre exemple est celui de tranchées profondes qui . doivent traverser une couche poreuse de terrain jusqu'à une couche perméable plus profonde afin de délimiter un volume de ter-20 rain à partir duquel l'eau peut être éliminée par pompage en vue de réaliser un sol sec destiné à des travaux de construction et analogues. Inversement, on peut former un réservoir à eau au moyen de tranchées profondes y&jt- dei- barrages imperméables qui traversent un* couche poreuse de terrain et s'étendent jusqu'à 25 une couche imperméable située plus profondément. D'après l'invention, un appareil à creuser des tranchées comprend un véhicule, une chaîne excavatrice sans fin montée sur une monture allongée, un support porté par le véhicule et dans lequel la monture est mobile en ligne droite pour pénétrer dans 30 le sol, et des moyens'mécaniques pour entraîner la chaîne et déplacer la monture dans le support. Avec cet appareil, la chaîne excavatrice est abaissée dans le sol ou est utilisée afin de tracer son chemin dans le sol par un mouvement descendant de la monture dans le support; le véhicule 35 est alors déplacé vers l'avant avec la chaîne excavatrice en fonctionnement, afin de creuser la tranchée. La vitesse d'avance doit être adaptée à la dureté ou à la résistance du sol que l'on rencontre. La vitesse peut être contrôlée par un ou plusieurs dispositifs automatiques sensibles à la 40 pression et par suite à la charge imposée à la commande de l'ex 69 21066 2 2011654 cavateur, par exemple la pression d'un circuit hydraulique de commande si l'on utilise un tel circuit, et qui réduisent ou annulent complètement, par exemple, par une commande hydraulique, la vitesse de traction, 5 Des moyens réglables peuvent être prévus pour monter le sup port sur le véhicule en des points espacés sur la longueur du support. Ces moyens réglables peuvent comprendre des moyens mécaniques pour maintenir le support dans une position angulaire donnée. D'habitude, la monture et le support sont maintenus verticaux pendant le fonctionnement. Etant donné que le véhicule, lorsqu'il avance sur le sol, peut faire des embardées ou s'incliner, et étant donné que la chaîne excavatrice doit se trouver dans une tranchée profonde, on peut prévoir des moyens sensibles à l'inclinaison du véhicule autour de son axe longitudinal, qui agissent automatiquement pour contrôler les dispositifs mécaniques précités afin de maintenir le support dans un plan vertical longitudinal. Le support devrait aussi normalement être maintenu vertical dans ce plan pendant le creusement d'une tranchée. La monture et le support peuvent être mobiles jusqu'à une autreposi-tion, par exemple horizontale, pour le transport, Toutefois, lorsque la tranchée doit se trouver dans un plan non vertical, ou non à angle droit avec la surface du sol, les dispositifs mécaniques peuvent être automatiquement contrôlés pour maintenir la chaîne excavatrice dans le plan voulu. Dabs un mode de réalisation avantageux, des supports réglables sont prévus sur le véhicule pour supporter le support en des points espacés de sa longueur, de façon à maintenir le support dans une position réglable par rapport au véhicule. Le support peut par exemple être supporté à son extrémité supérieure ou au voisinage de celle-ci par trois vérins hydrauliques à double action montés sur le véhicule. Ces vérins forment en pratique un trépied réglable qui fournit un support fixe (réglable en position) par rapport au véhicule pour l'extrémité supérieure du porte—excavateur. Ce dernier peut être supporté à son extrémité inférieure ou au voisinage de celle-ci par deux vérins hydrauliques à double action montés sur le véhicule. En variante, le support peut être monté à son extrémité inférieure ou au voisinage de celle-ci sur un organe mobile transversalement par rapport au véhicule, par exemple sur une vis sans fin. De préférence, le support est monté à une extrémité du véhi 69 21066 1 2011654 cule, par exemple.l'extrémité arrière, et est mobile transversalement par rapport au véhicule, par exemple grâce aux vérins précités qui positionnent les extrémités supérieure et inférieure du support. Il est désirable, par exemple lorsqu'on creuse une 5 tranchée au voisinage de la limite d'un terrain donné, de pouvoir placer la chaîne excavatrice à l'extérieur de la surface délimitée, par les rou«ss ou de l'empattement du véhicule, de façon que ce dernier puisse être déplacé autour du terrain à l'intérieur des limites de celui-ci, avec l'excavateur placé le long de cette li-10 mite ou à son voisinage étroit. Si des vérins sont prévus pour supporter le support, ils sont de préférence disposés de façon que le support puisse être placé horizontalement ou à peu près horizontalement pour le transport et puisse être maintenu vertical ou sensiblement vertical 15 en fonctionnement. Les moyens précités pour entraîner la chaîne excavatrice comprennent avantageusement un moteur hydraulique porté par la monture. Pour faire pénétrer la chaîne dans le sol, on peut prévoir un autre moteur, un treuil ou un vérin. Dans un mode de réa-20 lisation avantageux, toutefois, le moteur de l'excavateur est utilisé à cet effet, et des moyens sont prévus pour bloquer la chaîne excavatrice par rapport au support de façon que le fonc-tionnement^du moteur entraînant la chaîne déplace la monture sur le support. Ce blocage peut être réalisé en faisant passer des 25 boulons dans la chaîne excavatrice et dans le support. Dans certains cas, les mêmes boulons ou des boulons analogues peuvent être utilisés quand la monture est à la profondeur voulue pour la verrouiller par rapport au support, en laissant la chaîne excavatrice libre de se déplacer par rapport à la monture et au support. 30 II est toutefois en général nécessaire que le fond d'une tranchée soit à une profondeur donnée par rapport à un niveau de base, quelles que soient les variations locales dans le niveau de la surface du sol. Pour réaliser des tranchées profondes destinées à la réalisation de réservoirs à eau, par exemple, il est d'habitu-35 de désirable que le fond dé là tranchée soit à une hauteur constante par rapport à la nappe d'eau superficielle; le fond de la tranchéè doit donc suivre un profil de hauteur constante quel que soit lé niveau de la surface du sol. Pour cette raison, on peut prévoir des dispositifs mécaniques pour contra1er iJa; position de la monture dans le support. Ces dispositifs péuVent comprendre un 69 21066 4 2011654 ou plusieurs vérins hydrauliques à double action sur 1® support, pour déplacer la monture par l'intermédiaire d'untmoufle. Ces dispositifs mécaniques pour commander la position de la monture peu»* vent être actionnés par un dispositif sensible au niveau, par ex-5 emple un fil rigide tendu le long qu trajet que doit suivre le véhicule et qui indique un niveau de base, des dispositifs sensibles montés sur le véhicule vérifiant à chaque instant le niveau du véhicule par rapport an fil. De préférence, le support est pivoté sur le véhicule de £a-10 çon à permettre un mouvement angulaire limité autour d*un axe parallèle à l'axe longitudinal de la monture. Un vérin hydraulique peut être prévu pour déterminer la position angulaire du support autour de cet axe. Le pivotement du support pour tourner autour de cet axe pendant son fonctionnement permet au support de suivre 15 la ligne de la tranchée, en changeant de direction quand le véhicule change lui-même de direction,, Le mouvement peut être contrôlé par un mécanisme hydraulique ou autre, par exemple un vérin à double action agissant sur un bras da levier dirigé extérieurement à partir du support. 20 Sur les dessins annexés, on a représenté à titre d'exemple un mode de réalisation de l'invention.- La figure 1 est une vue latérale schématique d'un véhicule A et montre une chaîne excavatrice en position de travail. La figure 2 est une vue par l'arrière de l'ensemble exeava-25 teur et d'une; partie du véhicula de la figure 1, et montre la chaîne excavatrice dans une position déterminée. La figure 3 est analogue à la figure 2 mais montre la chaî-neeexcavatrice dans une autre position. analogue La figure 4 est une vue latérale du véhiculç/uàd la figure 1 30 mais montre la chaîne excavatrice en position de transport. La figure 5 est une vue par l'arrière du véhicule de la figure 4. La figure 6 est une coupe schématique de la monture de 1'excavateur et du porte-excavateur. 35 Sur les dessins, on voit un véhicule 10 à l'arrière duquel est monté un excavateur à chaîne. Le véhicule peut ttre muni de roues, comme représenté, ou monté sur chenilles. Il est de préfé-.rence muni d'un dispositif de propulsion, comme -représenté, mais, pour creuser une tranchée, il peut dans certains cas être préférable d1utiliser un treuil monté sur le véhicule ou en un point 69 21066 5 2011654 fixe pour tirer le véhicule. L'excavateur comprend une chaîne excavatrice 11 portée par une monture allongée 12 en forme de poutre rigide qui peut coulisser dans un support 13. L'extrémité supérieure du support 13 5 est supportée par trois vérins hydrauliques à double action 14 à 16. Ces vérins sont pivotés à leurs extrémités inférieures en des points espacés du châssis du véhicule et, à leurs extrémités supérieures, sont fixés au support 13 au voisinage du sommet de celui-ci, la fixation au support permettant une certaine liberté 10 de rotation dans tous les sens. Ce résultat peut être obtenu par exemple par l'utilisation de connexions à oeillets comme représenté en 17. Les vérins 14 à 16 forment en pratique un trépied réglable qui permet à l'extrémité supérieure du support d'être placée dans n'importe quelle position voulue. La figure 2 montre 15 ce support disposé suivant l'axe du véhicule, tandis que la figure 3 le montre placé d'un côté du véhicule. La figure 4 montre l'ensemble de la chaîne excavatrice et de son support disposé horizontalement pour le transport, avec l'extrémité supérieure du support 13 placée à une extrémité de l'axe du véhicule voisine de 20 ia cabine de conduite 18. L'extrémité inférieure du support 13 est maintenue en position de travail par deux vérins hydrauliques à double action 20, 21 pivotés au véhicule en des points espacés transversalement sur la largeur du véhicule, et s'étendant vers un# poi-at-i- commune du 25 support voisin de l'extrémité inférieure de celui-ci, la connexion au support permettant un mouvement angulaire relatif limité dans un plan quelconque. On voit que si les trois vérins 14 à 16 sont réglés de façon à maintenir le sommet du support dans une position donnée, les vérins 20 et 21 permettent de fixer l'extrémité infé- 30 rieure du support 13 de façon à placer ce support à la fois dans un plan longitudinal et dans un plan transversal. Un autre vérin 22 est disposé entre le véhicule et un bras de levier 23 se détachant transversalement du support 13. Le vérin 22 permet de faire tourner le support 13 d'un petit angle autour d'un axe vertical 35 (en supposant que le support est vertical),permettant ainsi de modifier la direction de coupe. . La chaîne excavatrice 11 est entraînée par un moteur hydraulique 30 qui peut également servir à soulever et à abaisser le support lorsqu'on commence le travail. A cet effet, des boulons 40 31 sont prévus pour verrouiller la chaîne excavatrice sur le sup- 69 21066 6 2011654 p.ort 13, de façon que le fonctionnement du moteur 30 oblige la monture à monter ou descendre. Quand la monture se trouve à la profondeur voulue, les boulons peuvent être placés en 32 pour verrouiller la monture sur le support et débloquer la chaîne en 5 lui permettant d'être entraînée librement par rapport à la monture et au support. Toutefois, dans de nombreux cas, il est nécessaire de régler la profondeur de la tranchée par rapport à un niveau de référence, quelles que soient les variations de la surface du sol; pour cette raison, on a prévu un vérin supplémentaire 10 40 qui, par l'intermédiaire d'un palan 41 à quatre brins, soulève ou abaisse automatiquement la monture dans son support. Ce vérin peut être commandé de toute façon appropriée. Dans certains cas, il peut être actionné manuellement, ou encore on peut prévoir un fil rigide tendu le long du trajet du véhicule, et des moyens sur 15 le véhicule pour vérifier le niveau de ce véhicule par rapport au fil et pour actionner automatiquement le vérin. Le vérin 40 peut être utilisé pour soulever la monture, l'abaissement de celle-ci se faisant par gravité, mais l'on peut aussi s'arranger pour soulever et abaisser mécaniquement l'excavateur. 20 Le liquide destiné à actionner les vérins est fourni par un ensemble 42 qui contient un moteur auxiliaire, un réservoir, une pompe et un dispositif de commande. On utilise de préférence des vérins qui peuvent être interconnectés deux à dëux, pour permet- k. tre une certaine liberté de mouvement. Cette caractéristique est 25 désirable, car,, si le véhicule passe sur un sol irrégulier , de sorte qu'un côté du véhicule se soulève par rapport à l'autre, il est important.que la chaîne excavatrice reste sensiblement dans le même plan. Ce résultat peut être obtenu, dans le dispositif à cinq vérins représenté, en interconnectant les trois vérins 14 à, 3° 16 qui forment le trépied réglable, ou encore en les interconnectant avec les vérins 20,21, ou encore en interconnectant seulement ces deux derniers vérins, pour permettre l'échange d'huile entre les vérins d'un côté des pistons, l'autre côté des pistons étant relié par des conduits d'équilibrage appropriés à un réser-35 voir faisant partie de l'ensemble 42. Il peut être désirable de creuser une tranchée non verticale mais inclinée dans un plan à angle droit avec l'axe longitudinal du véhicule. Des moyens tel qu'un pendule ou un giroscope sont prévus 40 dans l'ensemble 42 pour détecter les basculements du véhicule 69 21066 -i 2011654 autour de son axe longitudinal, et ces moyens sont disposés de façon à actionner les vérins 14 à 16 en vue de maintenir l'excavateur vertical ou à l'angle voulu par rapport à la verticale. Les vérins 14 à 16, 20 et 21 peuvent ainsi être utilisés pour 5 maintenir le support à l'inclinaison voulue. Les vérins sont reliés au support de façon à permettre le mouvement nécessaire. Le support et la chaîne excavatrice peuvent être piacés par les vérins dansiune inclinaison quelconque dans un plan longitudinal du véhicule. Par exemple, si l'excavateur est monté à l'arrière 1B du véhicule comme représenté, l'extrémité inférieure peut s'étendre vers l'avant de façon à creuser une partie sous le véhicule si c'est nécessaire. Si l'excavateur est placé d'un côté du véhicule, la tranchée peut de même être creusée sous un certain angle de façon à s'étendre sous le véhicule. L'excavateur peut 15 être incliné et réglé en position d'un côté ou de l'autre du véhicule, afin de travailler vers l'extérieur pour creuser les fondations d'un bâtiment. Le dispositif de contrôle fournit également la correction à faire pour tenir compte des embardées du véhicule. La monture est contrôlable dans le plan de direction 20 de façon à tenir compte des embardées du véhicule, ou à corriger toute déviation de l'excavateur par rapport au trajet de coupe désiré. Pour creuser une tranchée large, on peut monter parallèlement deux ou plusieurs chaînes excavatrices sur un ou plusieurs 25 support, afin de travailler dans des plans espacés dans le sens transversal à l'axe longitudinal du véhicule. On peut également prévoir des excavateurs placés côte à côte sur une chaîne unique pour creuser une tranchée plus large. Le support, la monture et la chaîne excavatrice sont repré-30 sentés sur la figure 6, sur laquelle on voit que la chaîne 11 se déplace dans un guide-chaîne 43 de la monture 12. Des galets 44 permettent le mouvement linéaire de la monture dans le support 13» tout en supportant solidement la monture. On notera que la monture est plus étroite que la tranchée à creuser. Le support 35 et la monture peuvent être conformés de façon à contenir au moins pratiquement la partie supérieure de la partie" mobile vers le haut de la chaîne excavatrice, grâce à quoi les déblais sont entraînés vers le haut à travers le support. Dans ce cas, on peut prévoir des plaques déflectrices, .éventuellement associées à un 40 .jet latéral de gaz d'échappement ou autres ou d'eau, pour déchar- 69 21066 8 2011654 g«r sur les cÔtée du véhicule les déblais entraînés vers le haut à travers le support ou en direction de celui-ci. Par exemple, les déblais peuvent être déchargés dans un camion entraîné le long de l'excavateur au fur et à mesure que la tranchée est creu-5 sée. Dans la construction représentée, un transporteur de déblais en spirale 45 est prévu au voisinage de la surface du sol pour entasser les déblais le long de la tranchée en vue de son comblement ultérieur. 69 21066 9 2011654 BBVEMDIOATIOHS 1. Appareil à creuser des tranchées, caractérisé en ce qu'il comprend un véhicule, une chaîne excavatrice sans fin montée dans une monture allongée,- un support sur le véhicule dans le- 5 quel la monture peut se déplacer linéairement pour pénétrer dans le sol, et des dispositifs mécaniques pour entraîner la chaîne excavatrice et déplacer la monture dans le support. 2. Appareil suivant la revendication 1, caractérisé par des dispositifs réglables pour supporter le support sur le véhicule 10 en des points espacés de la longueur du support. 3. Appareil suivant la revendication 2, caractérisé en ce que ces dispositifs réglables comprennent des dispositifs mécaniques que l'on peut actionner pour maintenir le support dans une position angulaire voulue. 15 4. Appareil suivant la revendication 3, caractérisé par des moyens sensibles aux oscillations du véhicule par rapport à son axe longitudinal et qui contrôlent automatiquement les dispositifs mécaniques précités pour maintenir le support dans un plan vertical longitudinal. 20 5. Appareil suivant l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les moyens pour supporter le support comprennent trois vérins hydrauliques à double action montés sur le véhicule pour supporter le support à son extrémité supérieure ou au voisinage de celle-ci. 25 6. Appareil suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le support est supporté à son extrémité inférieure ou au voisinage de celle-ci par deux vérins hydrauliques à double action montés sur le véhicule. 7. Appareil suivant la revendication 5 ou la revendication 6, 30 caractérisé par des moyens pour relier deux ou plusieurs vérins en vue de permettre un certain mouvement dans le cas où des forces extérieures s'exercent sur le support. 8. Appareil suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le support est monté à une extrémi- 35 té du véhicule et est mobile transversalement par rapport à ce véhicule. 9. Appareil suivant la revendication 8, caractérisé en ce que le support est mobile vers une position située au-delà d'un côté du véhicule, de part et d'autre de celui-ci. 40 10. Appareil suivant l'une quelconque des revendications précé 69 21066 10 2011654 dentes, caractérisé par des moyens pour bloquer la chaîne excavatrice par rapport au support, afin que le moteur entraînant la chaîne puisse être utilisé pour déplacer la monture dans le support . 5 11. Appareil suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par des moyens pour bloquer la monture dans le support. 12. Appareil suivant l'une quelconque des revendications 1 à ;10, caractérisé par des dispositifs mécaniques pour contrôler la 10 position de la monture dans le support. 13- Appareil suivait la revendication 12, caractérisé en ce que ces dispositifs mécaniques pour contrôler la position de la monture dans le support comprennent au moins un vérin hydraulique à double action monté sur le support afin de déplacer la 15 monture par l'intermédiaire d'une moufle à plusieurs brins. 14. Appareil suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par des dispositifs automatiques de contrôle comprenant des moyens sensibles à la hauteur du support par rap~ port à un niveau déterminé et qui commandera position de la mon- 20 ture en fonction de la hauteur détectée. 15. Appareil suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le support est porté par le véhicule de façon à lui permettre un mouvement angulaire limité autour d'un axe parallèle à l'axe longitudinal de îa monture, et 25 en ce qu'un vérin hydraulique permet de régler la position angulaire du support autour de cet axe. 16. Appareil suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la monture et le support sont conformés de manière à entourer au moins de façon appréciable la 30 partie supérieure de la partie mobile vers le haut de la chaîne excavatrice, de sorte que les déblais sont entraînés vers le haut à travers le support. 17. Appareil suivant la revendication 16, caractérisé par des plaques déflectrices pour décharger latéralement par rapport au 35 véhicule les déblais entraînés vers le haut à travers le support. 18. Appareil suivant la revendication 16 ou la revendication 17, caractérisé par des moyens pour fournir un jet de gaz ou d'eau afin de dévier latéralement les déblais entraînés vers le haut ou vers le support. 40 19. Appareil suivant l'une quelconque des revendications précé 69 21066 n 2011654 dentes, caractérisé par un dispositif pour éliminer les déblais placés sur le véhicule au voisinage de la chaîne excavatrice, afin d'entasser les déblais soulevés par la chaîne excavatrice d'un côté de la tranchée creusée.