Brevet FR2300177A1 — publié le 19760903

La présente invention a pour objet une benne preneuse d'excavation. Le creusement dans le sol, notamment de tranchée profondes est effectué habituellement au moyen de bennes preneuses d'excavation comportant deux demi-coquilles dont la fermeture est assurée soit mécaniquement par cabales, soit hydrauliquement par vérins. Ces bennes connues ont en général un fonctionnement satisfaisant lorsque le sol a creuser est relativement meuble, mais s'avèrent inefficaces dans le cas de sols durs. Pour le creusement en sol dur, on a proposé de lester la benne par des masses atteignant plusieurs tonnes ou de prolonger supérieurement la benne d'une barre carrée (ou "Kelly") sur laquelle on peut exercer un effort statique. Mais ces dispositifs ne donnent pas entière satisfaction et sont lourds et encombrants.On a également proposé de creuser en sol dur au moyen d'outils spéciaux tels que fraises, tricônes,... Ces outils permettent, non sans difficultés, de forer les sols durs, mais nécessitent pour leur mise en oeuvre un équipement relativement complexe et sont d'un rendement faible dans le cas de sols meubles. La présente invention a pour but de fournir une benne preneuse d'excavation ne présentant aucun des inconvénients cidessus mentionnés, efficace tant en sol meuble qu'en sol dur, d'une mise en oeuvre aisée et d'un rendement en tout cas satisfaisant. Ce but est atteint par une benne preneuse d'excavation comportant un organe de support, des moyens de soutien et de levage de l'organe de support, deux demi-coquilles reliées à l'organe de support et des moyens d'ouverture et de fermeture des demi-coquilles, ces dernières étant susceptibles de pivoter, lors de leur mouvement d'ouverture ou de fermeture, chacune autour d'un axe solidaire de la partie inférieure de l'organe de support, cette benne comportant en outre, conformément à l'invention, des moyens de percussion susceptibles d'exercer une percussion sur la paroi externe de chaque demi-coquille et des moyens d'actionnement des moyens de percussion de maniée à provoquer et/ou favo- riser la fermeture des demi-coquilles. L'actionnement des moyens de percussion avec coopération éventuelle des moyens de fermeture des demi-coquilles permet d'effectuer le'creusement en sol dur, tandis que pour le creusement en sol meuble, l'actionnement des moyens de percussion peut ne pas être effectué, ce qui confère d la benne conforme à l'invent.ion une grande souplesse d'emploi et permet son utilisation en tout cas avec un rendement satisfaisant. Selon une particularité de la benne conforme à l'invention, celle-ci comporte une embase susceptible d'effectuer un déplacement vertical par rapport à l'organe de support et au moins deux éléments de liaison articulés chacun à une extrémité sur l'embase et à l'autre extrémité sur une demi-coquille. Ces éléments de liaison peuvent être des bielles et, selon un premier mode de réalisation de l'invention, on peut effectuer des percussions par voie mécanique sur l'embase au moyen d'une masse frappante qui est guidée verticalement, qui est reliée à des moyens permettant de la relever et qui exerce ces percussions sur l'embase par gravité. Selon un second mode de réalisation de l'invention, on peut exercer sur l'embase des vibropercussions au moyen d'un marteau à balourds monté sur cette embase. Selon un troisième mode de réalisation de l'invention, ces éléments de liaison sont des marteaux par exemple hydrauliques, de type brise-roches, et on peut exercer des percussions sur les demi-coquilles par voie hydraulique en actionnant les marteaux. D'autres particularités et avantages de l'invention apparattront de la description donnée ci-après, à titre indicatif mais non limitatif, en référence aux figures des dessins joints qui illustrent - figure 1 : une vue schématique d'un premier mode de réalisation d'une benne preneuse conforme à l'invention, en élévation et partiellement en coupe selon la ligne I-I de la figure 2; - figure 2 : une vue partielle en élévation latérale de la benne illustrée par la figure 1 - figure 3 : une vue schématique d'un second mode de réalisation d'une benne preneuse conforme à l'invention en élé- vation et partiellement en coupe selon la ligne III-III de la figure 4 - figure 4 : une vue partielle en coupe selon la ligne IV- IV de la figure 3 - figure 5 : une vue schématique d'un troisième mode de réalisation d'une benne preneuse conforme à l'invention en élévation et partiellement en coupe selon la ligne V-V de la figure 6 ; et, - figure 6 : une vue partielle en coupe selon la ligne VI-VI de la figure 5. La benne conforme à l'invention illustrée par les figures I et 2 comporte deux demi-coquilles 10 (représentées uniquement figure 1) susceptibles de pivoter, lors de leur mouvement d'ouverture ou de fermeture autour de deux axes de pivotement horizontaux respectifs 11 logés à la partie inférieure 12a d'un organe de support vertical ou colonne 12. La colonne 12 est soutenue à sa partie supérieure par un cable 13 relié à un engin de levage non représenté. Les demi-coquilles 10 sont montées symétriquement de part et d'autre de l'axe vertical de la colonne 12 et présentent, chacune, en coupe médiane verticale perpendiculaire à leur axe de pivotement, approximativement une forme triangulaire. L'axe de pivotement 11 est disposé au voisinage de l'un des sommets de ce triangle. Un autre de ces sommets repose sur le sdl, lorsque les demi-coquilles 10 y sont posées en position ouverte, des dents 14 étant prévues permettant de faciliter la pénétration des demicoquilles 10 dans le sol. Au voisinage du troisième sommet de ce triangle est logé, sur la paroi de la demi-coquille, un axe d'articulation 15, horizontal et parallèle à l'axe de pivotement 11. Sur chacun des axes 15 est articulée l'extrémité inférieure d'un élément de liaison rigide, ou bielle 16, dont l'ex trémité supérieure est articulée. sur une embase 17 autour d'un axe d'articulation horizontal 18. Les bielles 16 sont disposées symétriquement par rapport a l'axe de la colonne 12 et, de préférence, les plans médians verticaux des demi-coquilles 10 des bielles 16 et de l'embase 17, plans perpendiculaires aux axes d'articulation 15 et 18, sont confondus. L'embase 17 est formée par un plateau supérieur horizontal 17a sous lequel s'étend une nervure verticale 17 la partie supérieure des bielles 16 présentant une forme d'étrier s'engageant sur la nervure Ub. Cette embase 17 est solidaire d'une pièce tubulaire 19 s'étendant verticalement au-dessus du plateau 17a et guidée verticalement sur la colonne 12 au woyen de bagues 20. A sa partie supérieure, la pièce tubulaire 18 est solidaire d'un plateau horizontal 21. Entre les plateaux lset 21 est disposée une masse frappante 22 formée de deux blocs métalliques 23. Ces blocs 23 sont montés sur un anneau 24 pouvant coulisser verticalement à l'extérieur de la pièce tubulaire 19, la course de ces blocs étant limitée par la face supérieure du plateau 17a et la face inférieure du plateau 21. Les blocs 23 sont reliés a des moyens de levage non représentés au moyen de cables 25 passant a travers des orifices 26 pratiqués dans le plateau 21. Le fonctionnement de la benne preneuse à percussion mécanique ci-dessus décrite est le suivant. Les demi-coquilles étant posées sur le soi à creuser en position ouverte, on lève la masse frappante 22 au moyen des cibles 25 et on la laisse tomber par gravité sur le plateau 17a. On provoque ainsi plusieurs percussions, qui sont transmises aux demi-coquilles 10 par les bielles 16, tout en exerçant éventuellement une traction sur la colonne 12 par l'intermédiaire du cible 13. Lorsque les demi-coquilles 10 ont pénétré dans le sol et sont fermées, le plateau 10, la piece tubulaire 19 et l'embase 17 ont coulissé verticalement vers le bas. l'embase 17, les bielles 16 et les demi-coquilles 10 occupant la position représentée en pointillés sur la figure 1. L'arrachement des demi-coquilles 10 hors du sol est effectué par traction sur le cable 13 et peut etre facilité par percussion de la masse frappante 22 sous le plateau 20. L'ouver- ture des demi-coquilles 10 et leur maintien en position ouverte est obtenu en maintenant la masse frappante 22 contre le plateau 20 avec traction sur les cibles 25. On notera que la benne à percussion mécanique ci-dessus décrite peut fonctionner sans percussion, notamment lorsque le sol à creuser est meuble, la masse frappante 22 reposant alors sur l'embase 17 et exerçant un effort statique sur les demi-coquilles 10. Les figures 3 et 4 illustrent une benne preneuse à percussion hydraulique conforme à l'invention. Cette benne comporte, comme précédemment, deux demi-coquilles 30 (uniquement représentées figure:3) qui sont montées pivotantes autour de deux axes horizontaux respectifs 31, qui présentent sur leurs bords inférieurs des dents 34 et dont les parois externes sont munies d'axes d'articulation respectifs 35. Les axes de pivotement 31 sont montés à la partie inférieure 32a d'un assemblage de support formant un bdti 32. Ce bati s'étend verticalement, est ouvert à ses parties supérieure et inférieure et présente une section horizontale sensiblement rectangulaire dont les plus grands cités sont définis par les parois frontale et arrière 32b, par exemple en tle métallique, et les plus petits cotés par les parois latérales 32c, également en ttLe métallique. Le b ti 32 est soutenu par un cible 33 relié à un engin de levage non représenté, et passant dans une roue à gorge 36 montée sur un axe horizontal 37 solidaire du bgti 32.Cet axe 37 est logé à ses extrémités dans deux plaques métalliques de renforcement 38 soudées sur la face interne des parois 32k dans la partie médiane de ces dernières. A l'intérieur du bati 32 est disposé verticalement au moins un vérin 39 dont le corps extérieur 39a est rendu solidaire du bdti 32 par une bride 40 portant des tétons 40a qui s'engagent dans les plaques 38. L'extrémité libre de la tige 39b du vérin 39 est fixée à une embase 41 par exemple par boulonnage. L'embase 41 peut coulisser verticalement dans le b ti 32 et présente un corps central 41a qui est guidé par des rails verticaux 42 soudés sur les parois 32k du bati 32. De part et d'autre du corps 41a, l'em- base 41 présente deux ailes latérales verticales 41b dans lesquelles sont disposés des axes d'articulation 43 parallèles aux axes 35. L'embase 41 est reliée aux demi-coquilles 30 par deux marteaux actionnés par fluide sous pression, ces marteaux étant de préférence des marteaux hydrauliques 44 (uniquement représentés figure 3) du type marteaux brise-roches qui sont articulés d'une part, à la partie supérieure de leur corp extérieur 44a sur l'embase 41 autour des axes 43 et, d'autre part, à l'extrémité libre de leur organe de percussion 44b sur les demi-coquilles 30 autour des axes 35. Les marteaux 44 sont reliés à une source de fluide sous pression non représentée et actionnés par des moyens également non représentés.De préférence, les axes de pivotement 31 et d'articulation 35 et 43 sont disposés symétriquement par rapport à l'axe vertical du vérin 39 et les plans médians verticaux des demi-coquilles 30, des marteaux 44, de l'embase 41 et du vérin 39, plans perpendiculaires aux axes 31, 35 et 43, sont confondus. Le fonctionnement de la benne à percussion hydraulique ci-avant décrite est le suivant. Les demi-coquilles 30 reposant sur le sol en position ouverte, on actionne les marteaux hydrau- liques 44 tout en exerçant, au moyen du vérin 39, une poussée verticale dirigée vers le bas sur l'embase 41. Lorsque, par la combinaison des percussions exercées par les marteaux 44 et de la poussée du vérin 39, les demi-coquilles 30 sont fermées, la tige 39b du vérin 39-et l'embase 41 ont coulissé verticalement par rapport au bAti 32 et occupent, ainsi que les marteaux 44 et les demi-coquilles 30 la position représentée en pointillés sur la figure 3. L'arrachement hors du sol des demi-coquilles 30 est effectué par traction sur le cible 33. L'ouverture et le maintien en position ouverte des demi-.coquilles sont obtenus par la remon tée de la tige 39b du vérin 39. Cette benne peut fonctionner sans percussion lorsque le sol le permet. Les marteaux 44 ne sont, dans ce cas, pas actionnés et la fermeture des demicoquilles est assurée par la poussée exercée sur la tige 39b du vérin 39, cette poussée étant transmise par les marteaux 44 se comportant alors uniquement comme des bielles. Les figures 5 et 6 illustrent une benne à vibropercussion conforte à l'invention. Comme précédemment pour la benne a percussion hydraulique, cette benne comporte deux demicoquilles 50 finies d'axes de pivotement 51, de dents 54 et d'axes d'articulation 55, les axes de pivotement 51 étant logés d la partie inférieure 52a d'un bati 52 d'axe vertical comprenant des parois frontale et arrière 52b et des parois latérales 52c. Le bati 52 est soutenu par un câble 53 relié a un engin de levage non représenté et passant dans une roue a gorge 56 monté sur un axe 57 logé dans les parois 52b du bati 52. Dans le bati 52 sont disposés de préférence au moins deux vérins verticaux 58 dont les corps extérieurs 58a sont rendus solidaires du bati 52 au moyen de brides 59 munies de tétons 59a s'engageant dans les parois 52b. Les extrémités libres 58b des vérins 58 sont fixées, par exemple boulonnées sur une embase horizontale 60 disposée sous les vérins. Cette envase 60 comporte un plateau horizontal 60a sur lequel sont boulonnées les tiges 58b des vérins 58 et une nervure 6db s'étendant verticalement sous le plateau 60a et =niie d'axes d'articulation 61.Deux éléments de liaison, ou bielles 62, relient l'embase 60 et les demi-coquilles 50 en étant articulées d'une part à leur partie supérieure autour des axes 61, ces parties supérieures formant étriers et s'engageant sur la nervure 60b de l'embase 60 et, d'autre part, a leur partie inférieure sur les demi-coquilles 50 autour des axes 55. De préférence, les vérins 58, bielles 62 et demi-coquilles 50 sont disposés symétriquement par rapport a un me axe vertical et ont -des plans médians verticaux plans perpendiculaires aux axes 51, 55 et 61, confondus. Sur le plateau 69t de lteSkase 60 est fixé un carter 63 entourant de façon étanche un marteau a balourds 64. Ce marteau a balourds est formé par un caisson métallique 65 a î 'intérieur duquel sont montées deux masses balourdées 66 pouvant tourner en sens inverse autour de deux axes respectifs 67 parallèles situés dans un meme plan horizontal. Les masses balourdées 66 peuvent etre entratnées en rotation par des moteurs respectifs, par exemple hydrauliques, non représentés. Le marteau à balourds 64 est monté dans le carter 63 au moyen d'éléments élastiques verticaux 68, tels que des ressorts, disposés d'une part, entre la paroi supérieure du caisson 65 et la face interne de la paroi supérieure du carter 63 et d'autre part, entre la paroi inférieure du caisson 65 et la face supérieure re du plateau 60a de l'embase 60. La paroi inférieure du caisson 65 est pourvue d'une pièce métallique 69, formant marteau, destinée à venir en contact avec une pièce métallique traitée 70, formant enclume, solidaire du plateau 60a. De préférence, la pièce 69 est munie d'une pastille de métal traité 69a sur sa face de contact avec la pièce 70. Le fonctionnement de la benne à vibro-percussion ciayant décrite est le suivant. Les demi-coquilles 50 reposant sur le sol en position ouverte, les masses balourdées 66 sont entrat- nées en rotation. Le marteau à balourds 64 est alors animé à l'encontre des ressorts 68 d'un mouvement alternatif vertical dont l'amplitude croit jusqu'à ce que le marteau 64 frappe sur l'embase 60. Les demi-coquilles 50 sont donc soumises par 1'intermé- diaire des bielles 62 à des vibro-percussions. Simultanément a l'actionnement du marteau 64, on exerce au moyen des vérins 58 une poussée dirigée vers le bas sur l'embase 60.Lorsque les demi-coquilles 50 sont fermées, les tiges 58b des vérins 58 et 1' embase 60 portant le carter 63 et le marteau 64 ont subi un déplacement vertical vers le bas par rapport au b ti 52, et les demi-coquilles 50, les bielles 62, l'embase 60 et les tiges 58b des vérins 58 occupent la position représentée en pointillés sur la figure 5. L'arrachement hors du sol des demi-coquilles 50 est effectué par traction sur le cible 53 et l'ouverture des demicoquilles 50 ainsi que leur maintien en position ouverte est assuré par traction sur les tiges 58a des vérins 58. Cette benne a vibro-percussion peut, si le sol le permet etre utilisée sans percussion, le marteau à balourds 64 n'étant pas actionné. Dans ce cas, la fermeture des demi-coquilles 50 est simplement effectuée par poussée exercée par les vérins 58 et transmise par les bielles 62. Bien entendu, diverses modifications ou adjonctions peuvent titre apportées aux différents modes de réalisation cidessus décrits sans pour cela sortir du cadre de l'invention. On pourra notamment prolonger supérieurement 1'organe de support des demi-coquilles, c'est-d-dire la colonne 12, le b ti 32 ou le bâti 52, d'une tige carrée (ou "Kelly") sur laquelle on peut exercer un effort statique venant s'ajouter aux forces de percussion auxquelles les demi-coquilles sont soumises. R E V E N D I C A T I O N S 1. Benne preneuse d'excavation comportant un organe de support, des moyens de soutien et de levage de l'organe de support, deux demi-coquilles reliées à l'organe de support et des moyens d'ouverture et de fermeture des demi-coquilles, ces dernières étant susceptibles de pivoter, lors de leur mouvement d'ouverture ou de fermeture, chacune autour d'un axe solidaire de la partie inférieure de l'organe de support, ladite benne étant caractérisée en ce qu"elle comporte en outre des moyens de percussion susceptibles d'exercer une percussion sur la paroi externe de chaque demi-coquille et des moyens d'actionnement des moyens de percussion de manière à provoquer et/ou favoriser la fermeture des demi-coquilles. 2. Benne preneuse selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte une embase susceptible d'effectuer un déplacement vertical par rapport à l'organe de support et au moins deux éléments de liaison articulés chacun à une extrémité sur l'embase et à l'autre extrémité sur une demi-coquille. 3. Benne preneuse selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comporte une masse frappante disposée au-dessus de l'embase et susceptible d'être animée d'un mouvement rectiligne vertical par rapport audit organe de support, et des moyens pour hisser la masse frappante, cette dernière étant susceptible d'exercer par gravité une percussion sur l'embase. 4. Benne preneuse selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'elle comporte un plateau horizontal disposé au-dessus de ladite embase et solidaire de cette embase, la course de ladite masse frappante étant limitée supérieurement et inférieurement respectivement par le plateau et l'embase. 5. Benne preneuse selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comporte un marteau à balourds qui est monté dans un carter supporté par ladite embase, le marteau à balourds étant monté dans le carter au moyen d'éléments verticalement déformables de façon élastique, et des moyens d'entratnement du marteau a balourds. 6. Benne preneuse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que lesdits éléments de liaison sont des bielles. 7. Benne preneuse selon la revendication 2, caractérisée en ce que lesdits éléments de liaison sont des marteaux qui sont actionnés par fluide sous pression et dontlesorganes de percussion sont reliés aux de ai-coquilles et en ce que ladite benne comporte des moyens d'actionnement desdits marteaux. 8. Benne preneuse selon l'une quelconque des revendications 5, 6, 7 et 8, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un vérin disposé verticalement dont le corps extérieur est relié audit organe de support et dont la tige est solidaire, à son extrémité libre, de ladite embase 9. Benne preneuse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte une tige ' qui prolonge supérieurement ledit organe de support et sur laquelle un effort statique est susceptible entre exercé.