Brevet FR2269610A1 — publié le 19751128

La présente invention concerne une machine à creuser ou à curer des fossés d'écoulement des eaux et d'assainissement qui sont prévus le long des routes ou dans les champs. Elle concerne plus particulièrement une machine pourvue dun dispositif excavateur à fraise rotative. La machine est en principe desti nee a etre attelée à un tracteur au moyen d'une flèche transversale qui permet de travailler les fossés situés latéralement par rapport à la traJectoire du tracteur. On connatt- déja des machines de ce type et, à cet égard, on pourra se reporter utilement par exemple aux descriptions des brevets français 1 586 985, t 6cn 296, 1 604 301 et 2 137 846, Les machines connues présentent des inconvénients Tout d'abord, elles ne permettent pas l'enlèvement immédiat de la terre, des cailloux, etc., rejetés simplement sur le ou les cotés au cours du creusage ou curage du fossé. Une opération d'enlèvement ultérieure est donc nécessaire pour éviter que ces résidus ne retombent dans le fossé où ils seraient normalement entraînés par la pluie et le vent.Par ailleurs, la rencontre d'une roche dure détériore très rapidoient les couteaux de la fraise rotative. C'est pourquoi ces machines sont souvent pourvues de moye@s d'effacement ou de débrayage qui sont relativement ceipliqués et d'un réglage délicat. S'ils sont trop sensibles, la machine tend & se lettre au repos ou à s'effacer trop souvent. S'ils sont trop durs, les couteaux sont rapidement détériorés. Un objet de l'invention consiste pouvoir une tachine & creuser ou à curer les fossés popmpc d'un dispositif & fraise rotative qui ne présente pas les incolwénieats me@tionnés ci-dessus. Elle comprend des noyais pour enlever inaFdi- atement les résidus du creusage ou du curage. Elle comprend des moyens siiples permettant à la fraise de passer naturellement au-dessus des obstacles durs, tels que roches, etc. Un autre objet de l'invention consiste à prévoir une telle machine dans laquelle la fraise est entratnée par un moteur à vitesse variable qui permet de faire varier la vitesse de coupe de la fraise indépendante de la vitesse d'avancement du tracteur. Suivant une caractéristique de l'invention, il est prévu une machine pourvue d'une fraise rotative comportant un châssis portant a son extrémité inférieure basse un soc transversal, ladite fraise étant montée au bout d'un étrier pouvant pivoter librement autour d'un axe solidaire du châssiset parallèle à l'axe de rotation de la fraise dont la projection verticale est légèrement -à ltavant du soc quand celui-ci est horizontal, le rayon de la circonférence extérieure décrite par la fraise étant sensiblement égal, mais inférieur, à la distance de l'axe de fraise au tranchant du soc quand ledit étrier est en position basse, la rotation de la fraise et le pivotement libre vers le haut de l'étrier permet tant à la fraise de monter sur les obstacles, la position basse de l'étrier étant définie par des butoirs solidaires dudit chassis. Suivant une autre caractéristique de l'invention, ledit châssis est pourvu d'un carter cylindrique s'étendant le long d'un arc de cercle concentrique à l'axe de la fraise partant du soc et remontant à l'intérieur du châssis, ledit arc étant d'environ 900, mais inférieur à cette valeur, et d'un tapis transporteur à bande sans fin guidé par deux rouleaux, dont l'un est moteur, un premier rouleau étant placé à proximité et légèrement au-dessous du bord supérieur dudit carter et le second rouleau étant placé au-dessus du premier et à l'arrière du chassis, la partie transporteuse de la bande montant du premier vers le second rouleau, les arbres des rouleaux étant portés par le chassis. Suivant une autre caractéristique, ledit châssis comporte une carosserie formée de deux tales sensiblement verticales, la largeur du bord supérieur dudit carter et dudit transporteur étant égale à la distance entre les deux tôles. Suivant une autre caractéristique, la machine est associée à une sauterelle transporteuse dont la partie inférieure est située sous le second rouleau et dont la partie supérieure permet le transfert des résidus du creusage et du curage dans la benne du tracteur ou d'un véhicule suivant le tracteur, la sauterelle étant de préférence montée sur le véhicule recevant les résidus. Suivant une autre caractéristique, le profil radial de la fraise est, au moins dans sa partie externe, trapézoTdal, les tales du chassies étant légèrement pliées vers l'intérieur pour épouser ce profil dans la région du soc. Suivant une autre caractéristique, le moteur de la fraise est un moteur hydraulique entièrement logé à l'intérieur du moyeu de la fraise et relié par des conduits d'alimentation classiques à une pompe à débit variable dont le débit peut être commandé à partir du tracteur. Suivant une autre caractéristique, à l'arrière du soc, ledit châssis comporte un patin dont la position angulaire par rapport au chassies est réglable de manière à pouvoir régler l'inclinaison du châssis par rapport à l'horizontale et donc l'angle d'incidence du soc. Suivant une autre caractéristique, le chassies est suspendu à la flèche transversale le reliant au tracteur par des moyens de suspension classiques permettant éventuellement de l'incliner suivant son axe de roulis ou de tangage. D'autres caractéristiques de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels: la Fig. 1 est une vue de coté, partiellement arrachée, de la machine suivant l'invention, la Fig. 2 est une vue en coupe verticale suivant la ligne II-II de la Fig. 1, et la Fig. 3 est une vue schématique de dessus d'un tracteur muni d'une remorque, le tracteur portant une machine suivant l'invention. La machine de la Fig. 1 comporte un châssis 1, une fraise 2 montée sur un étrier 3, un soc 4, un carter 5, un transporteur comprenant une bande sans fin 6 guidée par deux rouleaux 7 et 8, et un patin 9. La machine est supportée par une flèche 10 et est associée à une sauterelle 11. Le châssis 1 comprend essentiellement deux tôles épaisses 12 et 13, formant les flancs du châssis et des tales supérieure 14 et inférieure 15 servant d'entretoise entre 12 et 13 et assurant la rigidité du chassies 1. La fraise 2 comprend un disque 16 auquel sont fixés des couteaux dont les unst tels que 17, ont leur tranchant horizontal et forment des godets ouverts, les autres, tels que 18, ont leur tranchant suivant un rayon avec une légère oblicité vers le plan du disque 16 et dirigé vers l'extérieur du disque, et les derniers tels que 19, ont leur tranchant suivant un rayon avec une oblicité les écartant du disque et dirigé vers l'intérieur du disque. Les couteaux sont fixés de part et d'autre du disque 16, ce qui explique que la Fig. I fait apparattre des parties des couteaux 17' qui sont accrochés sur le coté non visible du disque 16. L'étrier 3 se compose de deux bras 20 et 21 parallèles et solidaires d'un axe 22 tourillonnant dans des trous des tolets 12 et 13. Au-dessus de la fraise 2, les bras 20 et 21 portent un carter en tôle mince 23 protégeant la fraise. Le soc 4 a son tranchant transversal et est fixé par des moyens classiques au bout de la tôle 15 repliée dans sa partie inférieure. Comme l'indique la Fig. 1, la lame du soc 4 est normalement horizontale ainsi que la partie inférieure de 15. Toutefois, comme on le verra par la suite, la machine peut suivant les terrains prendre d'autres inclinaisons, la lame du soc ayant une incidence plus ou moins négative. Le soc 4 est en acier ainsi que les couteaux de la fraise 2. A l'arrière du soc 4, est fixé entre les tues 12 et 13 un carter 5 cylindrique enveloppant la fraise 2 le long d'un arc voisin de 900, A l'arrière du carter 5, se trouve le transporteur dont les rouleaux 7 et 8 ont leurs axes tourillonnant dans des trous des tales 12 et 13. La bande 6 comporte des nervures 24 retenant lesmatières à transporter. La position de l'axe horizontal de 7 est telle que les nervures 24 viennent pratiquement lécher l'arrière du bord supérieur du carter 5. Dans l'exemple de réalisation décrit, le rouleau 8 est moteur et entraîne l'ensemble de la bande 6 et du rouleau 7.Le moteur de 8 peut être un moteur hydraulique, non montré, qui est normalement monté à l'extérieur du chassies sur une des tôles 12 ou 13 dans le prolongement de l'axe 25 de 8. A l'arrière du rouleau 8, la tôle 13 est recourbée vers le bas, sensiblement en arc de cercle, pour guider vers le bas, c'est à dire la sortie de la machine, les matières projetées par le transporteur dont le sens de déplacement est indiquée par la flèche. Le patin 9 est une plaque en acier galbée pouvant pivoter autour d'un axe 26 fixé à l'arrière de la tôle 15 du chassis 1. La largeur du patin 9 est égale ou légèrement inférieure à la longueur de la lame du soc 4. La position angulaire du patin 9 est fonction de l'inclinaison choisie pour la machine par rapport à l'horizontale, de manière que quelle que soit cette inclinaison le patin remplisse sa fonction, c'est à dire lisse le fond du fossé creusé par la machine. Cette position angulaire de 9 est réglée par un vérin hydraulique 27 dont le cylindre peut par exemple pivoter autour d'un axe 28 monté à l'arrière de 15 et dont le piston 29 est solidaire d'un axe monté sur le dessus du patin 9. La Fig. 2 représente, vue de devant, la machine de la Fig. 1 suivant la ligne II-II. Au-dessous de l'axe 30 de la fraise 2, sont représentés en coupe radiale le moteur hydraulique 31 qui entratne un arbre 32 sur lequel est monté un disque 33 à la périphérie duquel estfixé un moyeu cylindrique 34. Le moteur 31 est fixe et rendu solidaire du bras 21 par un bouchon démontable 35. Le centrage et la bonne rotation du moyeu 34 est assuré par deux roulements à billes ou à rouleaux 36 et 37. Le roulement 36 est situé entre 34 et 31 tandis que le roulement 37 est monté entre 34 et un cylindre fixe 38 dont l'axe est confondu avec 30 et dont une extrémité circulaire est soudée à l'intérieur du bras 20, l'autre extrémité étant libre.L'alimentation hydraulique du moteur 31 se fait par deux tuyauteries 39 et 40, dont les départs sont montrés à la Fig. 1, raccordées le long de la flèche 10 à une pompe à débit variable montée sur le tracteur et dont la commande est à la portée de l'opérateur. Une troisième conduite de drainage des fuites peut également être prévue. Le disque 16 de la fraise 2 est en réalité une couronne circulaire dont le cercle intérieur est soudé à la périphérie du moyeu 34. A noter que le profil de la fraise 2 apparat clairement sur la Fig. 2, le disque 16 étant dans le plan de symétrie longitudinal. I1 apparat que les couteaux 17 sont de face trapézoldaux, que les lames des couteaux 18 sont dirigées vers l'intérieur et que celles des couteaux 19 sont dirigées vers l'extérieur. Le profil de la fraise 2 en rotation est donc trapézoïdal et pratiquement homotétique à celui défini par le tranchant du soc 4 et les bords antérieurs 41 et 42 des tales 12 et 13. Au-dessus de l'axe 30, on peut observer que, dans la partie basse de la ligne de coupe II-II, la distance entre les tôles 12 et 13 est égale à la distance entre les bras 20 et 21. Puis, en montant, ladistance entre 12 et 13 diminue alors que la distance entre 20 et 21 reste constante, de manière que notamment à la hauteur de l'axe 22, les tales 12 et 13 soient complètement à l'intérieur des bras 20 et 21. La diminution de itintervalle entre 12 et 13 se fait progressivement le long de la ligne 43, en traits tirets, qui définit le bord avant supérieur de la tôle 12 ou 13 avec la partie oblique 44. Cette disposition permet de définir le point bas de la fraise 2 quand les bras 20 et 21 reposent sur les bords adjacents des tôles 13 et 12, comme le représente la Fig. 1 ou la Fig. 2.Si, au cours du creusage ou curage, la fraise rencontre un obstacle que ses couteaux ne peuvent entamer, elle monte sur l'obstacle, les bras 20 et 21- pivotant autour de 22 en s'écartant de 44. Il est bien évident que le poids de la fraise 2 a toujours tendance à la ramener rapidement à sa position de travail normal où la projection horizontale de l'axe 30 est légèrement à l'avant du soc 4 et où les couteaux 17, définissant la périphérie maximale de la fraise 2, passent très près de lame face supérieure du soc 4. Au-dessus de l'axe 22, entre les tales 12 et 13, est fixée une entretoise 45, qui est une plaque en acier, sur laquelle sont montés deux paires de pattes 45, 47 et 48, 49, qui sont respectivement munies d'axes 50 et 51 aux quels sont respectivement accrochés des maillons intermédiaires 52 et 53. Chaque maillon 52 ou 53 présente, à sa partie supérieure, deux pattes dont les plans sont perpendiculaires aux plans des pattes 46 à 49 et qui sont munies d'un axe 54 ou 55, normal à la direction des axes 50 et 51. Dans le montage représenté à la Fig. 3, la branche principale 56 de la flèche 10 est accrochée à l'axe 54 tandis que le piston 57 d'un vérin classique d'extrémité de la flèche 10 est accroché à l'axe 55.Un tel dispositif de flèche comprenant une branche principale d'accrochage et tin vérin auxiliaire permettant de faire varier la position angulaire de l'outil accroché à la flèche est classique et utilisé sur toutes les flèches de bennes excavatrices, etc. Dans la machine de l'invention, le piston 57 permet de positionner correctement la fraise, c'est à dire par exemple d'assurer Ia verticalité du disque 16 quelle que soit la position de la branche 56. A l'arrière de ltentretoise 45, est également montée entre 12 et 13 une seconde entretoise, non montrée, qui supporte une paire de pattes, dont l'une apparaît en 58, Fig. 1, munie d'un axe 59 auquel est accroché le piston d'un vérin 60 dont le corps est fixé au maillon 53. Les départs des tuyauteries d'alimentation du vérin 60 sont également montrés' à la Fig. 1, ces tuyauteries étant reliées à une pompe classique du tracteur à la portée de l'opérateur qui peut ainsi en agissant sur le vérin 60 ajuster l'inclinaison de la machine. Il est bien évident que, quand l'inclinaison de la machine est modifiée, il faut également modifier la position du patin 9 en agissant sur le vérin 27. Le fonctionnement de la machine suivant l'invention est le suivant, en supposant d'abord que le terrain à travailler 61 a une consistance normale, ni trop dur, ni trop humide. La machine sera de préférence utilisée dans la position indiquée à la Fig. 1. La fraise tourne par exemple à 140 tours par minute. Les couteaux 17, 18 et 19 cassent le terrain 61 suivant le profil de la fraise 2 et les couteaux dragueurs 17 ramènent la terre coupée sur le soc 4 et ltentratnent le long du carter de guidage 5 jusqu'à ce qu'elle retombe par dessus le bord supérieur de 5 sur la bande 6. Les nervures 24 empêchent la terre de rouler et celle-ci est déversée à la sortie de la machine sur une sauterelle 11 qui la transporte dans une benne 62 remorquée par le tracteur 63, Fig. 3, qui porte la flèche 10.Si la fraise 2 rencontre une pierre dure, elle monte sur celle-ci et seul le soc 4 vient buter contre la pierre. Il faut noter que la vitesse d'avancement du soc 4, c'est à dire de la machine, est beaucoup plus faible que la vitesse tangentielle des couteaux de la fraise 2 et, en particulier, des couteaux 17. C'est pourquoi, en rencontrant une pierre, le soc 4 ne se détériore pratiquement pas tandis que, sans précaution, les couteaux 17 seraient rapidement détériorés. D'autre part, le cott d'un soc est généralement inférieur à celui d'un couteau tel que 17. Si le soc 4 entraîne par le tracteur 63 ne déloge pas la pierre, l'opérateur peut lever la flèche 10 pour que la machine franchisse l'obstacle. Si le terrain est très sec ou sablonneux, il peut être préférable d'incliner la machine de manière à ce que l'incidence du soc devienne négative. De plus, la vitesse de rotation de la fraise 2 peut être réduite. Si le terrain est humide, la vitesse de rotation de la fraise peut être augmentée. Il faut encore noter que, dans des terrains normaux, le profil définitif du fossé, qui est celui de la fraise peut être obtenu au cours d'un seul passage. Comme le moteur est entièrement à l'intérieur du moyeu de la fraise, toute la partie de la machine qui se trouve au-dessous de l'axe 30 peut pratiquement s'enfoncer dans le sol 61. Il est bien entendu que, même si l'on a représenté à la Fig. 2, une machine relativement étroite, celle-ci peut être beaucoup plus large en allongeant l'axe de la fraise 2 et le soc 4 et en gardant ou non un profil trapézoïdal. Le disque 16 peut alors être remplacé par un rouleau classique sur lequel sont montés les couteaux, le montage de l'accouplement du moyeu sur le moteur 31 étant également renforcé. La Fig. 3 montre une vue schématique en plan d'un tracteur 63 remorquant une benne 62 dans laquelle la sauterelle 11 déverse les résidus absorbés par la machine 1. Comme l'indique la double flèche en arc de cercle, la flèche 10 peut pivoter d'au moins 2700 et la machine peut travailler aussi bien à droite qu'à gauche du tracteur 63 en intervertissant les points d'accrochage 54 et 55 et les parties 56 et 57. Le conducteur du tracteur 63 assis derrière la flèche 10 peut surveiller le travail de la machine. Il est bien évident que l'ensemble du tracteur 63 et de la benne 62 peut autre remplacé par un simple véhicule benne Il est également possible de monter la Blèche 10 sur une remorque tractable. Il apparat clairement qu'en utilisant la machine de l'invention, les bords du fossé 64 creusé ou curé par la machine sont absolument nets et que généralement aucune opération supplémentaire n'est plus nécessaire. Avec des fraises plus larges, il est également possible de procéder à un arasement du solr dont les résidus sont immédiatement déversés dans la benne. La machine peut également servir pour des opérations de nettoyage en relevant la flèche 10 de manière que le bas de la fraise et le soc ne soient que très légèrement au-dessous du niveau moyen du sol. Bien que les principes de la présente invention aient été décrits cidessus en relation avec un exemple particulier de réalisation, il faut comprend dre que ladite description n'a été faite qu'à titre d'exemple et ne limite pas la portée de l'invention. REVENDICATIONS 1) Machine à creuser ou à curer les fossés pourvue d'une fraise rotative caractérisée en ce queue chassis de la machine porte à son extrémité antérieure basse un soc transversal, ladite fraise étant montée au bout d'un étrier pouvant pivoter librement autour d'un axe solidaire du châssis et parallèle à l'avant du soc et à l'axe de la fraise dont la projection verticale est légèrement à l'avant du soc quand celui-ci est horizontal, le rayon de la circonférence maximale décrite par la fraise étant sensiblement égal, mais inférieur, à la-distance entre l'axe de la fraise et le tranchant du soc quand l'étrier est en position basse, la rotation de la fraise et le pivotement libre vers le haut de étrier permettant à la fraise de monter sur des obstacles, la position basse de l'étrier étant définie par des butoirs solidaire du châssis. 2) Machine suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le chassies est pourvu d'un carter cylindrique s'étendant le long d'un arc de cercle concentrique à l'axe de la fraise partant du soc et remontant à l'intérieur du chassies, l'arc étant d'environ 900, mais inférieur à cette valeur, et d'un tapis transporteur à bande sans fin guidé par deux rouleaux, dont l'un est moteur, un premier rouleau étant placé à proximité et légèrement au-dessous du bord supérieur du carter et le second rouleau étant placé au-dessus du niveau du premier, mais vers l'arrière du châssis, la partie transporteuse de la bande montant du premier vers le second rouleau, les arbres des rouleaux étant portés par le châssis. 3) Machine suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le châssis comporte une carosserie formée de deux tôles sensiblement verticales, la largeur du bord supérieur du carter et du transporteur étant sensiblement égale à la distance entre les deux tôles. 4) Machine suivant la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce qu'elle est associée à une sauterelle transporteuse dont la partie inférieure est située sous le second rouleau et dont la partie supérieure permet le transfert des résidus du creusage ou du curage dans la benne du tracteur ou d'un véhicule associé au tracteur, la sauterelle étant de préférence montée sur le véhicule recèvant les résidus. 5) Machine suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le profil radial de la fraise est trapézoidal, les tôles du châssis étant légèrement piiées vers l'intérieur pour épouser ce proFil dans la région du soc. 6) Machine suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le moteur de la fraise est un moteur hydraulique entièrement logé à l'intérieur du moyeu de la fraise et relié par des conduits d'alimentation classiques à une pompe à débit variable dont le débit peut être commandé à partir du tracteur. 7) Machine suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que ledit châssis comporte un patin monté derrière le soc, la position angulaire du patin par rapport au châssis étant réglable de manière à pouvoir ajuster la position du patin en fonction de l'inclinaison du chassies, le patin ayant un profil tel qu'il contribue à lisser le fossé creusé ou curé. 8) Machine suivant l'une des revendications 7 à 7, caractérisée en ce que le chassis est suspendu à la flèche transversale le reliant au tracteur par des moyens de suspension classiques permettant éventuellement de l'incliner suivant son axe de roulis ou de tangage.