Brevet FR2285496A1 — publié le 19760416

L'invention est relative aux tranclieuses, c'est à dire aux appareils destinés à creuser une tranchée dont le trajet est en général prédéterminé Sn général, de tels appareils sont portés par un véhicule, ou montés sur un véhicule, avec le porte-outil en porte à faux, c'est à dire que, en position de travail, leur centre de gravité se projette en dehors du polygone de sustentation du véhicule. Cette disposition a pour inconvénient, surtout lorsqu'il s'agit de réaliser des tranchées étroites et profondes, devant permettre la pose dans le sol de canalisations selon des normes très précises, de e rendre le porte-outil trop sensible aux mouvements du châssis du venicule, quand ce dernier se déplace sur un sol inégal. Il en résulte des efforts de torsion et de flexion considérables, pouvant entraîner une détérioration rapide de l'appareil dans son ensemble et même des ruptures et, en tout cas, ayant pour conséquence un défaut de précision incompatible avec les exigences actuelles. Pour remédier a cet inconvénient et, de plus, pour permettre à ltap- pareil de travailler avec une précision telle que l'on puisse, par exemple, garantir une pente de un pour mille au fond de la trancnée avec des écarts verticaux, polr un trajet rectiligne,n'excé- dant pas 2 à 3 mm, l'invention a pour objets principaux - De réduire, dans une mesure où elles puissent être aisement corrigées, les perturbations dûes aux inégalités du sol. - D'assurer la constance de l'angle d'attaque de l'outil tranchant par rapport à l'horizontale, tout en donnant la possibilité au porte-outil de s'effacer momentanément lorsqu'il rencontre dens le sol un obstacle, et plus généralement, une résistance supérieure à celle pour laquelle l'appareil a été prévu. - De maintenir la profondeur de 'attaque à une valeur déterminée, par exemple par une droite définissant la pente du fond de la tranchée à réaliser. - De maintenir le plan d'attaque vertical et parallèle au plan vertical d'avance quelle que soit l'inclinaison du plan dans lequel se trouve le polygone de sustentation du véhicule porteur. vec ces principaux objets en vue, la trancheuse selon l'invention est caractérisée an ce qu'elle est fixée sur le châssis d'un véhi cule de telle manière que son centre de gravité, en position de travail, se projette sur le sol à l'intérieur du polygone de sustentation, ce par quoi est atteint le premier objet que s'est pro- posé l'inventeur. Elle est également caractérisée en ce que le porte-outil ést fixé au chassis par l'intermédiaire d'une articulation du genre rotule, avec comme variante : caractérisée en ce que le porte-outil est maintenu à une distance déterminée du dit point de fixation au chass-is par au moins un bras, éventuellement de longueur réglable. Cette disposition est intéressante en elle-meme en ce qu'elle per- met d'amener commodément le porte-lame en position de route, mais elle permet aussi de mieux se rendre compte de la nature de l'invention. En effet, si l'on réduit par la pensée le porte-lame à une droite idéale, on voit que cette droite enveloppe une sphère. En sorte que si i on introduit une condition supplémentaire, selon laquelle le porte-outil est maintenu, par rapport au châssis, par l'intermédiaire d'au moins un second bras, éventuellement de longueur réglable, et ce en un second point solidaire du porte-lame on pouvant être solidarisé avec le porte-lame, dans ces conditions ladite droite idéale enveloppe un cône de révolution ayant pour sommet ce second point (le fixation.Si l'on coupe ce cône par un plan vertical passant par son sommet, on obtient deux génératrices, dont sera utilisée comme ligne idéale pour définir l'angle d'attaque, d'où résulte la caractéristique selon laquelle des moyens éventuel: liement asservis sont prevus pour maintenir le plan moyen du porteoutil, passant par ledit second point, dans un plan vertical parallèle au plan vertical de l'avance du véhicule, ou-dans ce dernier plan lui-même. Un perfectionnement considérahie est obtenu si le second point, au lieu d'être fixé sur le porte-outil lui-même, est fixé sur le premier bras pivotant, et si l'on monte le porte-outil sur ce bras pivotant de manière à ce que ce porte-outil unisse, dans le sens de sa propre longueur, coulisser sur ce bras et y être immobilisé à volonté dans toute position relative choisite. Il deviendre des lors possible de faire varier à volonté la profon deur de l'attaque et soit la fixer à volonté, soit, si on le désire, l'asservir à une trajectoire donnée, qui sera l'image du fond de la tranchée - par exemple une droite ayant une pente donnée. L'invention a été définie par les moyens mécaniques les plus simpies. sien entend@, @ans la pratique, on remplacera les longueurs variables par des vérins que l'on pourra comman@e à distance, ou selon le cas, asservir. On donnera ci-apres un exemple de mise en oeuvre de l'invention, en y indiquant en @@r et à mesure les variantes que l'on peut adopter, sans que l'inverteur entende limiter la portée générique de son invention par @es particularités ou aux particularités spécifi @@es aux exemples c@oisi @our l'illustration. Bans les dessins joints : Les figures 1 et 2 sont identiques en ce qu'elles représentent toutes deux, très schémati@uement, l'appareil vu em élévation. Mais, pour la clarté des dessins et pour évi@er les superpositions , le vérin 15 @e figure 1 n'est @es reyrésenté en figure 2, et le vérin 7 de figure 2 n'est pas représe@té en Figare 1 quoique, bien entendu, les deux vérins 7 et 15 soient cous les aeux présents dans l'ap Pareil lui-même. De plus, la figure 2 @erme@ @'expliquer le pivotement qui@se produit quand le porte-lame rencontre @ans le sol un o@st@cvle. D'une manibre gén@rale, on a@r@ im@érêt, @our la @ise en oeavre de l'invention, à utili@@@ le véhie@@e @@erie @@@@@@ @@ @emande de bre- vet au môme nom, ayant @@@@ @i@re : " Ve@leule tous terrains " et déposée au même jour so@@ @@ @@@ro .... , ou tout autre véhicule Permettant de même @@ @@@@@ @@@@@ei@ @@ telie sorte que, en po- sition de travail, son ce@@e de grevité se projette à l'intérieur du polygone de suste@@ation. gaoiqu'il en soit, on a repré@@nté @n Figures @ et 2 ce véhicule par son train avant, @@@@r@ par @@ @@@@ @ et par son train arriére figuré par la roue 2, et le châssis, fig@ré symboliquement par la droite 3. Solidaire du châssis so trouve la rotule 4, autour de laquelle peut pivoter le oras 5, lisrement @@@oins que l'on ne pré fere li@iter la liberté de pivotement pour qu'un plan, lié à ce bras, @e puisse faire avec le piar verté@@l qui contient la droite 3 qu'un angle relativement faible.Le bras 5 est supporté au point 6 par un vérin 7, lequel est attaché à son autre extrémité au point 8, solidaire du châssis, Les dispositifs d'attache en 6 et en 8 seront par exemple des rotules, du fait que l'on doit permettre à la droite 6,8 de s'orienter librement, si la distance entre 6 et 8 vient à varier sous l'action du vérin ". Le bras 5 porte 4 galets 9, 10 et 12, 13, les droites joignant les centres de 9 et 10, et de 12 et 13, étant parallèles entre elles. De ce fait, on peut faire coulisser le porte-lame 14, représenté schématiquement par un rectangle allongé, qui glisse sur les galets sinon par ses arêtes comme il a été représenté pour la simplicité, du moins par des rails ou guides longitudinaux, parallèles entre eux. La position relative du porte-lame 14 et du bras 5 est déterminée et fixée dans la position choisie par le vérin 15, monté de préférence parallèlement au porte-lame 14, le point d'attache 16 étant solidaire du bras 5 et le point l'attache 17 étant solidaire du porte-lame 14. Le fonctionnement est le suivant Le vérin 7 est utilisé pour déterminer et maintenir à la valeur choisie la position angulaire du bras 5 autour du point 4, c'est à dire l'angle que fait le porte-lame 14 avec la plan de roulement, c'est à dire l'angle d'attaque. De préférence, les points d'attaque , 6, 0r.- seront dans un meme plan vertical, le véhicule étant supposé sur un sol horizontal, en sorte que le vérin 7 agisse et le bras 5 se déplace préférentiellement dans ce plan vertical, si des forces transversales n'interviennent pas - ce qui sera examiné ultérieurement. Avantageusement, on remplacera la vérin 7 par deux vérins 7' et 7' ( non représéntés ) ayant le même point d'attache 6 (ou deux points voisins ) et dont les points d'attache 8' et 8" seront symétriquement placés par rapport au dit plan vertical. Le vérin 7 on les vérins 7t, 7" peuvent jouer un autre rôle Si on leur adjoint un dispositif à seuil, permettant, même si la lorgueur des vérins reste constante, à la distance 6 - 8 de varier au cas où la réaction du sol sur le porte-lame devient supérieure à la valeur limite pour laquelie l'appareil a été calculé. C'est ce qui a été repr@senté s@mboliquement en figure 2 par le ressort 19. La présence de ce ressort doit permettre au porte-lame 14 de céder, momentanémcnt, si un obstacle tel que 20 est rencontré. L'obstacle franchi, l'angle d'attaque tend à reprendre sa valeur normale. @@ est à remar@@er que l'on pourrait envisager, en pareille circonstance, un glissement @@ porte-lame 14 vers le haut, en utili sa@@ le composante de la réaction du sol parallélement au portelame, ce qui est une solution moins favorable, vu les directions d'action choisies dans cet exemple, pour les vérins 7 et 15. @ais, on peut imaginer @@ssi de moner les galets 9, 10, 12, 13 en un quanrilatere in@éfor@a@fe pouvant coulisser radialement sur le bras @, et ce @ l'encontre d'un ressort s'opposant à un mouvement vers La droite sur la figure. Il deviendrait alors possible d'asservir le vérin 1@ à ce déplacement pour permettre le franchissement des obstacles par coulissement momentané du porte-lame vers le haut, sans @ue l'on ait pesoin @e laisser varier l'angle d'attaque. @ans ce cas, il serait avantageux @e modifier la forme du quadrilatère poer @@voriser son coulissement. La combinaison originale @@ @@@@ rotatif et du porte- lame coulis- sant dans une on @eux directions offre done la possibilité d'adopver diverses variantes et l'utilisation de cette combinaison n'est pas limitée aux @écédents exemples. @ei qu'il vient d'ôtre déocit, l'appareil est capaple de creuser à profon@eur constante par rapport au plan de roulement, alors que le plus sovvent le pro@l@@o est de creuser à une profondeur cons @@nte par rapport à une horizontale connée, plus généralement par ra@@or@ à une trajectoire @onnée, quelle que soit sa pente. de problene capitel @@ r@@e@e à celai eu franchissement de l'obs- @acle ci-@e@s@s @r@ité, à cela @res que la longueur de l'obstacle est inconnue. La soiution la plas simpie est de @ormenttre hu conducteur de se rem@re compts en l'occarence @'un changement @e profon@e@@, soit simplement acci@emtel scit mésultant @'@ne ca@se @urable, ce qui ett@e laire @ l'ai@e @es deux mires 21, 22 généralement utilisées poar fixer la @irection de l'avance, et une troisieme mire 23 qui repère la position en hauteur du porte-lame. Si le conducteur constate que l'écart de la miro 23 est durable, il modifie alors la profondeur d'attaque en agissant uniquement sur le vérin 15. Ceci est expliqué par les figures 1 et 2, dans lesquelles l'oeil du conducteur fait office de détecteur. Ce qui permet à ce dernier de se rendre compte t3 la nature durable do l'incident et d'y parer par toutes manoeuvres appropriées : changement de profondeur, modification de la vitesse d'avance, reprise du travail, changement de lames, ces manoeuvres utilisées séparément ou conjointe- ment. vour permettre à l'oeil du conducteur de jouer efficacement son rôle de détecteur, Il conviant, selon l'invention, que le conducteur ait son siège articulé par rapport a@ porte-lame, au voisinage de l'extrémité supérieure de celui-ci, et aussi en un second point, -ar l'intermédiaire d'un vérin asservi par rapport à ltho- rizontale ou à la verticale, au moyen de tout détecteur ne technique courante permettant d'en déceler l'écart. Il existe dans la technique pien d'autres moyens non seulement de repérage par rapport à l'horizontale, @ais encore pour asservir un mécanisme à une trajectoire donnée. On citera pour mémoire la solution qui consiste à remplacer l'oeil du conducteur par @n aispositif émetteur et réceptéur d'ondes électromagnétiques, lumière, ondes radar, laser, la mire 21 servant de miroir de renvoi ; il est alors facile de détecter le passage - ou non - de l'écho à travers une ouverture de la mire 22 ; il est de même possible de détecter la grandaur et l'orientatin de la déviation en remplaçant l'ouverture 22 par un faisceau de fibres optiques. Aucun du ces moyens ne paraît pouvoir présenter la simplicité de celui proposé par l'inventeur. En ce qui concerno la vartlcalité du plan moyen du porte-lame, on voit que le montage indiqué, et les articulatins 4 et 6 étant des rotales, permet au porte-lame de tourner seulement auto@r d'un axe 4 - 6, par action de la composante, perpendiculaire au plan de figures 1 et 2, des efforts, dûs au mouvement du châssis transmis par l'articulation 8. Il faut noter que le genre de véhicule employé réduit au minimum la transmission des déformations du châssis à la lame. D'autre part, lo mouvement de la composante transmis par l'articu lation 8 peut être ré@uit en plaçant les points 6 et 8 plus judi- cieusement que ce qu'il a été fait en vue de la clarté des figures. Il est clair par exemple que le point d'attache 8 doit être placé de l'autre côté du point 6, le ressort 19 travaillant alors à l'extension. Enfin, il ne faut bas perdre de vue tue la base du porte-lame, sur toute la largeur ae ce dernier, est encastrée entre les deux parois verticales d'une tranchée généralement étroite. Un changement @'orientation sous l'influence des mouvements du châssis est done négligeable grâce @ la disposition selon l'invention. @'il est dû à une réaction du sol provoquée par un obstacle, le dis@ositif de franchissement décrit permet à la lame de revenir dans une position verticale correcte. Si ce changement d'orientation est dû à la nature du sol, il ne peut done être brusque à cause du dit encastrement du porte-lame dans la tranchée. L'asservissement doit donc être ménagé, et n'intervenir que d'une manière non rigide. Un asservissement par rapport à la verticale est @onc utile. En tout cas, il doit être possiole de mettre à volonté l'asservissement hors de sorvice en by-passent le ou les vérins d'asservissement. On rappelera que, ainsi outil est connu, il est possible ce confonare ces deux derniers vérins avec les vérins 7' et r dont il a té question ci-uessus. Le terme porte-lame, ntilisé dans l'exemple pour désigner le porteoutil, n'est pas limitatif, le porte-outil pouvant être en fait un porte-dents, ou un porte-godets, ou un porte-fraise. Ces lames, cents, godets, @raises peuvent être montés sur une chaîne sans fin, ce qui exige une forme allongée du porte-outil. Hais la chaîne pourrait être aussi bien remplacée par une roue, les outils tranchants étant alors montés directement ou par l'intermédiaire d'une chaîne sur la périphérie de la roue. Cette roue devrait être alors montée pour pouvoir tourner sur le porte-outil proprement dit. R E V E N D I C A T I O N S 1 - Trancheuse comportant un porte-outil et de forme généralement plate, caractérisée en ce qu'elle est fixée sur le châssis d'un véhicule de telle maniére que son centre de gravité, en position de travail, se projette sur le sol à l'intérieur du polygone de sustentation. 2 - Trancheuse selon la revendication 1, caractérisée en ce que le porte-outil est fixé au châssis par l'intermédiaire d'une articulation du genre rotule. 3 - Trancheuse selon la reven@ication 2, caractérisée en ce que le porte-lame est maintend à une distance déterminée dudit point de fixation au châssis par au moins un bras, éventuellement de longueur réglable. 4 - Trancheuse selon la reven@ication 2, caractérisée en ce que le porte-lame est maintenu, par rapport au châssis par l'interméaiaire d'au @oins un second bras, de longueur réglaple, éventuellement asservi avec un dispositif résilient, et ce en un second point solidaire du porte-lame ou pouvant être soli@arisé avec lo porte-lame. 5 - Trancheuse selon la reventication 2, caractérisée en ce que des moyens, évent@ellement asservls, sont prévus pour ramener le plan moyen @@ @or@e-lame passant par @e@i@ secon@ point dans un plan vertical parallele au plan vertical de l'avance @u véhicule, ou @@@s ce dernier @lan lui-même. 6 - francheuse selon la rove@@ication 3, caractériséc en ce que le bras @e longueur éventuel@ement réglable est rempla@é par an vérin, pouvant être ovent@ellement sascep@i@le @'être co@@an@é à @istance, et éventellement asservi. 7 - Trancheuse selon la rov@@ic@tion 4, c@@@stérisée en ce que le second bras, de @ongueur r@@lable, @@t rompl@cé @ar @@ @oins un vérin, éventuellement susceptiole @'être co @@@@é à @i @@@ce, éventuellement asservi, et éventueliement associé à @n dispositif résilient. 8 - Trancheuse selon la @@v@@it@tion @,c@@@c@@ris@e @@ c@ @ le porte-lame a@t firé sur le@it @ras de @a@ifire @ @ouv@@@ coulisser parallèlement à lui-même et à pouvoir être immobilisé par rapport au dit bras dans la position choisie. - - Trancheuse selon la r@vendication 7 caractérisée en ce que le mouvement de coulissement et l'immobilisation on la position choisie est obtenu au moyen d'un vérin, éventuellement susceptible @'être commandé à distance, fixé d'une part sur ledit bras et d'autre part sur le porte-lame. lu - Trancheuse selon la revendication *, caractérisée en ce oe ledit second point de support, pouvant être solidarisé avec le porte-lame, est lui-même solidaire a-li second bras ou peut être solidarisé avec lui. 11 - Trancheuse selon la revendication 7, caractérisée en ce que le siège du conducteur du véhicule est articulé en un point au voisinage de l'extrémité supérieure du porte-lame et en un second point du porte-lame par l'intermédiaire d'un vérin asservi, par rapport à l'horizontale ou la verticale.