Brevet FR2077931A1 — publié le 19711105

La présente invention concerne des machines à niveler les routes utilisées pour niveler, ou ramener à un plan de référence, une route ou toute autre surface empierrée prévue pour supporter un trafic. De telles machines comportent classiquement un châssis monté sur des roues ou sur d'autres moyens (par exemple sur des chenilles), qui lui permettent de se déplacer sur une surface à traiter, et comportent par ailleurs un ou plusieurs éléments de coupe ou de nivellement analogues à-des lames, chacun de ces éléments ayant un bord coupant disposé en oblique par rapport au sens de ddplacement de la machine. Dans une machine classique de ce type, les élé- ments coupants sont rendus solidaires du chassies dans leur po- sition de fonctionnement, et, en service, ils tendent à arrachir la surface sur laquelle ils travaillent et à enlever en bloc des pierres individuelles. L'opéPation de nivellement est plut8t lente et, pour la raison précitée, elle ne donne pas satisfaction en ce que la surface nivelée est très rugueUse, avec de nombreuses cavités eut de nombreux creux Selon une caractéristique de l'invention,l'6lément coupant (ou chaque élément coupant) vibre de façon continue en fonctionnement, de façon à en faire alternativement avancer et reculer le bord coupant, combinant ainsi une action oblique de découpage avec le principe de rupture des pierres par percussion. Des essais ont montré que cette action de per cussion est extrêmement efficace pour -fendre même les pierres les plus dures pratiquement au niveau de la coupe, de sorte que la surface nivelée est beaucoup plus régulière, et quelle est positionnée de façon plus précise que ce que l'on pouvait obtenir en employant des lames fixes ; l'opération peut également être accélérée de façon très importante, permettant ainsi de réaliser de grandes économies dans la préparation des routes å. revêtir. Un autre inconvénient des machines connues provient dU fait que, afin de faire varier l'inclinaison des bords coupants pour obtenir différents angles de bombement, chaque lame pivote en un point perpendiculaire au bord coupant, mais en pratique on a constaté que ce montage pivotant est un point de grande faiblesse, et qu'il est sujet à des pannes par coincement oU rupture sous lteffet des charges très élevées auxquelles est soumise en service la lame coupante La présente invention propose, en outre, un agencement perfectionné pour le montage et 11 inclinaison de la lame de coupe0 Selon Une autre caractéristique de. l'invention, la lame de coupe-(ou.chaque lame de coupe) est portée par un support pivotant à- son tour sur un élément- de cadre rigide.- (de préférence tubulaire) du chssssis de la machine, pour permettre un réglage pivotant autour d'un axe généralement horizontal, s'étendant en oblique par rapport au bord coupant de la lame. Avec cet agencement, il devient possible d'obtenir un montage pivotant extrêmement résistant, de grand- diamètre et de grande longueur de portée, De préférence, l'élément de cadre du châssis s'étend dans le sens de la longueur du chassies (ctest- à-dire parallèlement au sens du déplacement), de sorte que les forces de réaction à la coupe transmises Vers l'arrière, par les éléments de coupe et de support, sont appliquées à l'élément de cadre sous forme d'un couple agissant au-dessus d'un axe horizontal perpendiculaire à l'élément de cadre.Les forces de réaction tendant à faire tourner les éléments de coupe et-de support autoUr de l'axe de l'élément de cadre sont aisément encaissées par une force de. réaction stabilisatrice appli-quée àl'élément support à une distance appropriée de l'axe de l'élément de cadre,distance en gros égale à la distance à l'axe de l'élément de cadre de l'élément de coupez Ainsi, par une proportion appropriée des différentes parties, la structure support de lame et de réaction peut btre extrêmement rigide, tout en permettant d'obtenir un réglage fin de l'angle d'inclinaison. Dans une réalisation préférée, un chassis porte deux, ou quatre lames de coupe ou davantage, chacune étant montée sur son propre élément support de la manière décrite ci-dessus, les lames de coupe étant disposées, -par paires opposé.es d'éléments-sur les catés opposes du châssis, habituellement vers l'intérieur et vers l'arrière par rapport au sens du déplacement vers l'avant du châssis. le châssis peut constituer une unité autonome qui est déplacée en service par une unité-.automotrice, ou peut faire partie intégrante d'un véhicule automoteur. On peut également prévoir de monter en avant dU châssis, ou sur le châssIs, une unité de chauffage de la surface de la route0 le préférence, les lames de coupe individuelles sont montées de façon à pouvoir titre verticalement réglées par rapport à leurs éléments supports, Ces caractéristiques de l'invention et d'autres encore apparaîtront dans la description ci-après donnée à titre d'exemple d'une machine à niveler les routes selon l'invention, la description sera faite en référence aux dessins joints, sur lesquels la figure 1 est une vue en perspective d'une machine autometrice complètement intégrée pour niveler les routes; les figures 2, 3 et 4 sont des vues en élévation arrière, en élévation latérale et en plan de dessus d'une unité d'assemblage et porte lame de la machine de la figure 1. La machine à niveler les routes représentée sur la figure 1 est un véhicule automoteur intégré, comportant une unité d'entrainement 10 et un châssis porte-lames 11. L'unité d'en tratnement comporte une cabine de conducteur, et deux moteurs à huile lourde entrarnant respectivement un compresseur d'air et une pompe hydraulique, l'un ou l'autre des deux moteurs pouvant être utilisé également comme source d'énergie pour le déplacement, L' unité d'entraSnement porte également un élévateur 12 pour monter les matériaux désagrégés du niveau de la route, et les amener à un convoyeur d'évacuation 13 qui emporte ces matériaux vers l'arrière de la machine jusqu'à un camion suivant la machine ou à tout autre réservoir.Ce convoyeur peut être équipé d'un support mobile portant un oc râcleur, pouvant se déplacer longitudinalement le long de la face supérieure de la courroie convoyeuse pour évacuer les déblais de façon uniforme sur toute la longueur du corps du véhicule, ou sur tout autre réservoir. L'élévateur et le convoyeur sont chacun montés de façon à pouvoir pivoter entre la position de fonctionnement représentée et une po- sition de repos dans laquelle 11 élévateur est abaissé jusqu'd une position sensiblement horizontale et le convoyeur est amené à une position généralement verticale. Le châssis 11 comporte une structure rigide ayant deux éléments de cadre principaux sous la forme de deux tubes horizontaux 14 s'étendant sur toute la longueur de la machine, Le diamètre extérieur des tubes peut par exemple être d'environ 38 cmO Quatre unités porte-lame 16 sont montées sur l'u- nité de châssis et seront décrites en détail ci-après : chaque unité comporte un élément de coupe ou lame 219 ayant son bord coupant disposé de façon générale horizontalement et obliquement par rapport à la direction de déplacement de la machine. Les lames sont disposées en deux paires de lames opposées, sur les côtés opposés du véhicule, et chacune est inclinée vers l'intérieur et vers l'arrière par rapport à la direction du déplacement. La paire antérieure de lames est déportée vers lXintérieur par rapport à la paire postérieure, de telle sorte que les matériaux désagrégés par les lames soient guidés vers l'axe de la machine, oW ils sont prélevés sur la surface de la route par l'élévateur 12.Des brosses 17, destinées à balayer les matériaux désagrégés vers le centre de la machine, sont automatiquement animés d'un mouvement alternatif sur les côtés de la machine par des cylindres hydrauliques 17Ao Une unité porte-lame est montrée en détail sur les figures 2, 3 et 4 des dessins ; elle comporte une lame horizontale en acier 21, montée sur un support rigide 22 fixé à l'extré- mité inférieure d'un coulisseau 23 monté de façon à se déplacer verticalement dans des glissières formées dans un élément support rigide 240 Le coulisseau 23 est formé par une section épaisse de poutre en I , et il est guidé dans son mouvement vertical par des roulements à rouleaux 33 portés par l'élément support 24.Les roulements à rouleaux 33 sont montés par paires, chaque paire étant maintenue en place par une attache élastique 34 qui pousse les rouleaux à travers les fentes dans la portion adjacente de l'élément support, pour les amener à coopérer par roulement avec la face adjacente du coulisseau 23, lequel a un jeu latéral limité par rapport à l'élément support. Ces rouleaux facilitent la montée et la descente du coulisseau 23, mais, lorsque les lames sont sous charge, les attaches élastiques 34 cèdent suffisamment pour permettre au coulisseau~de s'appliquer directement contre l'élément support. Un cylindre hydraulique à double action 25 est monté à la partie supérieure de l'élément support, et le plongeur de ce cylindre est raccordé au coulisseau 23 pour le déplacer verticalement par rapport à l'élément support 24. Une butée réglable limitant le déplacement vers le bas du coulisseau est formée par un excentriqUe 26 monté sur un axe 27 s'étendant à travers l'élément support 24 et y tourillonnant0 L'excentrique coopère avec une ouverture 23A verticalement allongée dans le coulisseau 23; il est représenté sur les figures 2 et 3 dans une position extr8me, dans laquelle il fait descendre le coulisseau vers le bas jusqu'à une position de profondeur minimale de coupe.La limite du déplacement vers le bas peut être progressivement abaissée en faisant tourner l'axe et l'excentrique de 1800 par l'intermédiaire d'un volant 28 portant Un boulon de blocage 29 pouvant être introduit dans l'une quelconque d'une série de trous disposés autour d'une plaque de blocage 30. Aveo cette disposition, on peut repérer un réglage de profondeur de coupe, et le coulisseau peut être monté ou descendu pour revenir à ce réglage à volonté, par exemple si l'on doit éviter un obstacle tel, qu'un tampon d'égout L'élément support 24 tourillonne sur l'élément de cadre tubulaire adjacent 14, et pivote autour de l'axe longitudinal de cet élément, sous l'action d'un cylindre hydrau ligue 31 monté sur le chfissis et ayant son plongeur relié à l'élément support à une distance de l'axe de pivotement approximativement égale à la distance de la lame 21 au même axe. On notera que, du fait que l'axe de pivotement de l'élément support est oblique par rapport au bord de la lame 21, le réglage de l'élément support autour de son axe de pivotement fait varier l'inclinaison du bord de la lame jusqu'au niveau du sol horizontal, permettant ainsi de régler le bombement de la lame0 Le degré de réglage est commandé par des clapets de retenue asservis dans les canalisations allant au cylindre 31o La disposition de la réalisation représentée est telle que l'on peut faire varier de façon continue le bombement entre 90 positifs jusqu'à 4 1/20 négatifs.Les efforts de tirage agissant sur la lame en service tendent à faire basculer l'é- lément support et la lame dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, comme on le voit sur la figure 7, autour d'un axe horizontal perpendiculaire à l'élément de cadre 14, auquel est appliqué un couple correspondant0 Cependant, cette réaction est facilement encaissée par l'élément de cadre, du fait de sa résistance à la flexion et du fait de la grande longueur portante disponible.Un montage pivotant ayant des caractéristiques et cette résistance ne peut être obtenue dans les conceptions classiques, dans lesquelles la lame elle-m & e pivote autour d'un axe perpendiculaire à la lame0 Les composantes latérales des forces de réaction tendant à faire tourner la lame et l'élément support autour de l'élément de cadre sont bien entendu encaissées par le cylindre hydraulique 31. Comme il a été mentionné ci-dessus, les lames 21 sont montées dans des supports rigides 22. Chaque lame a une section transversale sensiblement en forme de L, avec son bord an térieur horizontal aiguisé pour former un bord coupant 41. Si on le désire, ce bord coupant peut être formé sous forme d'un élément séparé remplaçable.A deux endroits sur as longueur, la lame présente des pattes dirigées vers le haut 42, dont les extrémités supérieures forment des bossages raccordés au support 22 par des pivots horizontaux 43 parallèles au bord 41o Une unité de vibrations 44 d'un type connu est fixée à l'arrière de la lame 21 et comporte un moteur à commande électrique, hydraulique oupneumatique, avec un arbre tour- nant portant un poids disposé de façon excentrée. Le vibreur 44 estreprésenté sur le dessin comme ayant son axe horizontal,mais ce dernier peut en variante être vertical.Du fait que le moteur est déporté par rapport à l'axe des pivots 43, on notera qu'en service le vibreur applique des impulsions alternées à la lame vers l'avant et vers l'arrière, faisant ainsi avancer et reculer le bord coupant 41o Ces mouvements oscillants, dans les deux directions, de la lame coupante sont amortis par des ressorts disposés entre la lame et le support 22. Les ressorts amortissant le mouvement vers l'avant sont montrés en 46, tandis que les ressorts amortissant le mouvement vers l'arrière ne sont pas représentés, mais peuvent être disposés de façon similaire De façon particulière, chacun des ressorts 46 est un ressort hélicoïdal de compression monté sur un boulon 47 traversant la paroi arrière du support 22 et vissé dans la lame, de sorte que la précontrainte du ressort peut être réglée en vissant le boulon dans la lame ou l'en dévissant. En service, ces ressorts 46 sont comprimés lors dU déplacement vers l'avant de la lame, amortissent le mouvement de celle-ci et tendent à la ramener vers l'arrière R L' V t N I C A T i O N S lo Machine à niveler les routes comportant une ou plusieurs lames coupantes disposées en oblique par rapport au sens de déplacement de la machine sur la surface à traiter, caractérisée en ce ou'un vibreur fait alternativement avancer et reculer le bord coupant de chaque lame dans une direction perpendiculaire à sa longueur0 20 Machine selon la revendication 1 caractérisée en ce que chaque lame et montée de façon à pivoter autour d'un axe situé au-dessus du bord coupant et généralement parallèle à ce dernier, le vibreur provoquant un mouvement de basculement li mitS de la lame autour de cet axe, 7. Machine selon la revendication 2 caractérisée en ce que le vibreur est un arbre tournant, entraîné par un moteur et chargé de façon excentrée (connu en soi), monté sur la lame, 4o Machine selon la revendication 2 ou la revendication 5 caractérisée en ce que le mouvement de basculement de 18 lame est limité iJar des ressorts hélicordaux de compression montés entre la lame et un support rigide0 50 Machine selon l'une quelconque des revendications précéuentes dans laquelle la ou chaque lame est réglable pour faire varier son inclinaison par rapport à la surface à niveler, caractérisée en ce que chaque lame est portée par une structure support montée pour pivoter sur un élément de cadre rigide (et de préférence tubulaire) du châssis de la machine, pour permettre un réglage pivotant autour d'un axe généralement horizontal s'étendant en oblique par rapport au bord coupant de la lame, 6o Machine selon la revendication 5 caractérisée en ce Jue ltélément de cadre rigide et ltaxe généralement horizontal s'étendent dans le sens de la longueur de la machine (parallèlement à la direction du déplacement). 7. Machine selon l'une des revendications 5 ou 6 caractérisée en ce que des moyens commandés par moteur agissent sur la structure support en un-endroit espacé de son axe de pivotement, pour faire varier l'inclinaison du bord coupant0 8o Tachine selon la revendication 5 ou la revendication 6 ou la revendication 7, caractérisée en ce que la structure support comporte un coulisseau généralement vertical coulissant dans un élément support rigide, le coulisseau portant la lame à son extrémité inférieure, et l'élément support étant monté de façon à pouvoir pivoter directement sur l'élément du cadre du châssis, 90 Machine selon la revendication 8 caractérisée en ce que le coulisseau est monté avec un léger jeu entre les parois verticales avant et arrière de ltélémenu support, en ce que des rouleaux assujettis à des ressorts se projettent à travers des ouvertures dans ces parois et guident le coulisseau de façon à permettre son réglage vertical lorsque cela est nécessaire, ces ressorts cédant, lorsque les lames sont en action, pour permettre au coulisseau d'être fermement supportés par ces parois. 10. Machine selon la revendication 8 ou la revendication 9, caractérisée en ce qu'un cylindre actionné par une source d'énergie est prévue pour effectuer le déplacement vertical du coulisseau, et en ce que la position inférieure (de coupe) du coulisseau est préréglée par une butée réglable qui limite le déplacement vers le bas du coulisseau par rapport à la structure support,