Brevet FR2495660A1 — publié le 19820611

La présente invention concerne une trancheuse à élinde excavatrice réglable et elle se rapporte plus particulière- ment à un ensemble excavateur du type à transporteur sans fin qui comporte un châssis polygonal réglable pour pouvoir creuser à des profondeurs variables. Il est classique de réaliser une trancheuse ayant une élinde excavatrice qui fait saillie vers l'arrière et qui est montée sur le tracteur de façon à pouvoir effectuer un mouvement de pivotement. L'élinde excavatrice est montée sur le tracteur dans une disposition en porte-à-faux au-dessus d'une vis sans fin qui disperse la terre qui est extraite pendant l'opération de creusement sur les côtés de la tran- chée. Un sabot de nettoyage est fixé à l'élinde excavatrice pour nettoyer le fond de la tranchée pendant l'opération de creusement. Un problème qui se pose avec les trancheuses connues se rapporte à la capacité de l'opérateur de maintenir l'élinde excavatrice à un angle de creusement constant. L'expérience a montré qu'un angle de creusement d'environ 600 par rapport à l'horizontale est préféré pour les opérations d'excavation. Avec les trancheuses connues qui ont des élindes excavatrices relativement rectilignes, il est très difficile à l'opérateur de juger si l'élinde excavatrice est ou non inclinée à l'angle de creusement préféré de 600 du fait que l'élinde se trouve située à l'intérieur de la tranchée de sorte que l'opérateur ne peut pas estimer l'attitude de l'élinde. Ainsi, il exis- tait un besoin de disposer d'un moyen pour aider l'opérateur à maintenir l'élinde excavatrice à l'angle de creusement dé- siré. Un autre problème lié à l'emploi des trancheuses connues est que l'élinde excavatrice pivotante a une longueur fixece qui limite la possibilité d'effectuer un creusement à profon- deur variable. Lorsqu'on creuse une tranchée pour une conduite de drainage ou analogue, par exemple, il est normalement dési- rable que le fond de la tranchée reste situé sur une ligne approximativement droite qui peut être légèrement inclinée sur un plan de référence horizontal. Si la trancheuse traverse un terrain accidenté pendant qu'elle creuse une tranchée du type tranchée de drainage, le fond de la tranchée peut deve- nir onduleux, soit du fait que l'opérateur ne peut pas juger avec précision la profondeur de creusement requise pour main- tenir un fond de tranchée rectiligne, soit du fait que l'é- linde excavatrice de longueur fixe n'est pas capable d'at- teindre les profondeurs nécessaires pour maintenir le fond de la tranchée rectiligne. Ainsi, il existait un besoin de dis- poser d'un châssis d'élinde excavatrice réglable pour per- mettre de creuser à des profondeurs variables et des moyens coopérants pour commander la profondeur de creusement lors du franchissement d'un terrain accidenté. Les inconvénients des élindes excavatrices des tran- cheuses classiques ont conduit à la réalisation de la pré- sente élinde excavatrice réglable et de ses moyens de com- mande qui permettent à l'opérateur de maintenir un angle de creusement constant à des profondeurs de creusement variables. L'élinde excavatrice réglable de la présente invention comprend un châssis polygonal muni d'un vérin hydraulique pour permettre à l'opérateur de relever ou d'abaisser la pro- fondeur de creusement à partir du siège d'opérateur. Le châs- sis de l'élinde excavatrice a la forme d'un parallélogramme autour de la périphérie duquel une chaine excavatrice est en- traînée et dont l'un des angles est monté pivotant sur le tracteur. Le châssis,dans un premier mode de réalisation, com- prend deux éléments d'extrémité opposés,excavateur et non ex- cavateur,de.même longueur,et deux éléments latéraux opposés, excavateur et non excavateur,de même longueur,les éléments d'extrémité et les éléments latéraux étant articulés entre eux à leurs extrémités pour former un parallélogramme défor- mable. Selon un autre mode de réalisation, les éléments laté- raux opposés peuvent être reliés entre eux de manière articu- lée par des biellettes situées à l'intérieur par rapport aux extrémités des éléments latéraux opposés. Dans le modede réalisation préféré, le vérin hydrau- lique est raccordé entre l'un des éléments latéraux et un élé- ment d'extrémité d'une manière telle que, lorsque le vérin sst complètement déployé, les petits angles internes du pa- rallélogramme sont égaux à 60',ce qui est l'angle de creuse- ment préféré. Si la trancheuse se déplace sur un terrain uni et si le vérin hydraulique est complètement déployé, l'opéra- teur peut positionner le côté excavateur du châssis à l'angle de creusement désiré de 600 en abaissant le châssis excavateur dans le sol jusqu'à ce qu'il constate que l'extrémité non ex- cavatrice du châssis est parallèle à la surface du sol. Dans ces conditions, l'angle interne entre le côté excavateur du châssis et son extrémité excavatrice est égal à 1200 et l'ex- trémité excavatrice du châssis est parallèle à la surface du sol, au fond de la tranchée. Ainsi, la présente construction permet à l'opérateur de conserver l'angle de creusement dé- siré en observant visuellement l'extrémité non excavatrice du châssis et en la maintenant parallèle à la surface du sol pendant que la machine se déplace sur un terrain relativement uni. Un avantage de la présente construction réside en ce qu'une fois l'élinde excavatrice positionnée dans le sol à l'angle de creusement désiré, elle a tendance à rester à cet angle de creusement même lorsque la machine rencontre ensuite un ter- rain inégal. Cette caractéristique avantageuse est obtenue du fait que le côté excavateur et l'extrémité excavatrice du châssis en forme de parallélogramme engendrent des compo- santes de force verticales et horizontales antagonistes tan- dis que les élindes excavatrices classiques n'engendrent que des composantes de force verticales ou de rotation. Les forces de rotation engendrées par le côté excavateur du châs- sis sont contre-balancées par les forces de rotation engen- drées par l'extrémité excavatrice du châssis,ce qui maintient le châssis en place après qu'il a été initialement réglé à l'angle de creusement désiré. Ainsi, l'élinde excavatrice a tendance à rester à l'angle de creusement désiré après qu'eUe y a été positionnée, quelle que soit la régularité ou l'irré- gularité du terrain sur lequel la machine se déplace. Lorsqu'on désire accroître la profondeur de creusement sur un terrain uni ou inégal, on rétracte le vérin ce qui provoque l'aplatissement du châssis en forme de paralélo- gramme de sorte que l'angle interne entre le côté excavateur du châssis et l'extrémité excavatrice du châssis dépasse 1200. Ce mode opératoire est particulièrement utile lorsque le ter- rain est inégal et qu'on désire que le fond de la tranchée reste approximativement rectiligne. Ainsi, la présente cons- truction permet à l'opérateur de relever ou d'abaisser la pro- fondeur de creusement en déployant ou en rétractant sélective- ment le vérin hydraulique. En outre, il n'est pas nécessaire d'allonger ou de raccourcir la chaîne excavatrice pour obte- nir des profondeurs de creusement variables. La présente construction supprime également la nécessité d'utiliser un sabot de nettoyage qui est normalement attaché à l'élinde excavatrice pour nettoyer le fond de la tranchée pendant l'opération de creusement. L'extrémité excavatrice du châssis en forme de parallélogramme remplit la fonction de nettoyage qui est normalement exécutée par le sabot de net- toyage. La présente invention se rapporte également à un dispo- sitif de commande, tel qu'un laser,qui peut être utilisé pour commander le creusement d'une tranchée du type tranchée de drainage dans un terrain inégal dans le cas o l'on désire que le fond de la tranchée reste sur une ligne approximative- ment droite. On a utilisé des lasers et appareils de com- mande semblables en combinaison avec des dispositifs,tels que des machines à niveler et à revêtir les routes,pour maintenir une surface approximativement de niveau. De tels dispositifs peuvent être adaptés pour commander le vérin hydraulique qui est accouplé au châssis excavateur en forme de parallélo- gramme de la présente invention pour déployer et rétracter le vérin de la manière nécessaire pour maintenir un fond de tran- chée relativement rectiligne. Un agencement pour commander le vérin hydraulique com- prend un émetteur de faisceau laser monté sur un trépied ré- glable ou analogue à l'extrémité d'un tracé de tranchée. Un dispositif récepteur réglable est monté sur le châssis qui porte à pivotement l'élinde excavatrice en forme de parallé- logramme pour recevoir un faisceau laser émis. Lorsque la trancheuse se déplace le long du tracé de tranchée le faisceau laser frappe le dispositif récepteur à des emplacements verti- caux différents qui dépendent du profil du terrain sur lequel la machine se déplace. Le vérin est déployé ou rétracté pour élargir ou aplatir le châssis excavateur en réponse à un si- gnal correspondant du dispositif récepteur de façon à mainte- nir le fond de la tranchée approximativement sur une ligne droite. D'autres avantages et caractéristiques avantageuses de 1' élinde excavatrice réglable de la présente invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre de ses modes de réalisation préférés et à l'examen des reven- dications annexées et des dessins annexés dans lesquels: la Fig. 1 est une vue en élévation latérale d'une ma- chine de terrassement utilisant l'élinde excavatrice réglable de la présente invention; la Fig. 2 est une vue en élévation latérale de l'élinde excavatrice réglable et de ses moyens de commande, cette vue montrant le maintien d'un angle de creusement préféré à des profondeurs de creusement variables; et la Fig. 3 est une vue en élévation latérale d'une ma- chine de terrassement utilisant un autre mode de réalisation de l'élinde excavatrice. On a représenté sur les Fig. 1 à 3 une trancheuse munie de l'élinde excavatrice réglable selon la présente invention. Le tracteur 10 est muni d'un châssis excavateur polygonal ré- glable 12 qui fait saillie vers l'arrière et qui est monté pivotant à l'un de ses angles au moyen d'un axe de pivot 14 sur un châssis 16 porté par le tracteur. Le châssis 12 de l'élinde excavatrice a la forme d'un pa- rallélogramme muni d'une chaîne excavatrice 18 du type trans- porteur sans fin entraînée autour de sa périphérie. Le châssis excavateur 12, dans un mode de réalisation préféré qui a été représenté sur la Fig. 1, comporte deux éléments d'extrémité opposés,excavateur et non excavateur,de même longueur,20, 22 et deux éléments latéraux opposés, excavateur et non excavateur, de même longueur,24, 26. Les éléments d'extrémité et les élé- ments latéraux 20 à 26, sont articulés entre eux à leursex- trémités au moyen de l'axe 14 et d'un axe 28 pour former un parallélogramme déformable. Des poulies 30 sont montées aux angles du châssis 12 pour permettre à la chaîne 18 d'être en- traînée en rotation autour de la périphérie du châssis. Un mécanisme classique d'entraînement de chaîne et de levage (non représenté) est monté dans le châssis 16 pour soulever et abaisser le châssis 12 et pour entraîner la chaîne excava- trice sans fin 18. Sur les Fig. 1 et 2, on peut voir qu'un vérin hydrau- lique 32 est raccordé entre l'un des éléments latéraux, l'élé- ment 24,et un élément d'extrémité, l'élément 22, pour per- mettre à 1' opérateur de relever et d'abaisser la profondeur de creusement,à partir du siège d'opérateur. Lorsque le vérin 32 est complètement déployé, comme représenté sur la Fig. 1, les petits angles internes du châssis 12 en forme de parallé- logramme sont égaux à 60 , l'angle de creusement préféré. Si la trancheuse se déplace sur un terrain uni et si le vérin 32 est complètement déployé,l'opérateur peut positionner le côté excavateur 24 du châssis 12 à l'angle de creusement désiré de 600 en abaissant le châssis 12 dans le sol jusqu'à ce qu'il observe visuellement que l'extrémité non excavatrice 22 du châssis est parallèle à la surface 34 du sol. Dans ces condi- tions,l'extrémité excavatrice 20 du châssis 12 est également parallèle à la surface 34 du sol au fond 36 de la tranchée et l'angle interne entre le côté excavateur 24 et l'extrémité ex- cavateur 20 du châssis est égal à 1200. Ainsi, la présente construction fournit un moyen grâce auquel l'opérateur peut facilement régler le châssis excava- teur 12 à l'angle de creusement désiré de 60' lors du creuse- ment d'une tranchée dans un terrain relativement uni. L'opéra- teur maintient l'angle de creusement désiré visuellement en observant l'extrémité non excavatrice 22 du châssis 12 et en la maintenant parallèle à la surface 34 du sol,ce qui signi- fie que le côté excavateur 24 du châssis est positionné à l'angle de creusement désiré. Un avantage de la présente construction réside en ce qu'une fois l'élinde excavatrice positionnée dans le sol à l'angle désiré, elle a tendance à rester à cet angle de creu- sement même si un terrain inégal est ensuite rencontré.Cette caractéristique résulte du fait que le côté excavateur 24 et l'extrémité excavatrice 20 engendrent des composantes de force verticales et horizontales antagonistes pendant le creusement. Les forces de rotation engendrées par le côté excavateur 24 du châssis sont contre-balancées par les forces engendrées par l'extrémité excavatrice 20 du chassis,maintenant ainsi le châssis en place après qu'il a été initialement positionné à l'angle de creusement désiré. Ainsi, l'élinde excavatrice 12 a tendance à rester à l'angle de creusement désiré, après qu'elle y a été positionnée quelle que soit l'égalité ou l'i- négalité du terrain sur lequel la machine se déplace. Lorsqu'on désire accrottre la profondeur de creusement dans un terrain uni ou inégal, on provoque la rétraction du vérin hydraulique 32,ce qui aplatit le châssis 12 en forme de parallélogramme de sorte que l'angle interne entre le côté excavateur 24 et l'extrémité excavatrice 20 dépasse 1200, comme représenté sur la Fig. 2. Ce mode opératoire est parti- culièrement utile lorsque le terrain est accidenté et que l'on désire que le fond de la tranchée reste sur une ligne approximativement rectiligne. Ainsi, la présente construction permet à l'opérateur de relever et d'abaisser la profondeur de creusement en déployant ou en rétractant sélectivement le vérin hydraulique 32. En outre, il n'est pas nécessaire d'al- longer ou de raccourcir la chaîne excavatrice pour obtenir des profondeurs de creusement variables. La présente invention supprime également la nécessité d'avoir à utiliser le sabot de nettoyage qui est normalement attaché à l'élinde excavatrice pour nettoyer le fond 36 de la tranchée pendant l'opération de creusement. L'extrémité exca- vatrice 20 du châssis 12 en forme de parallélogramme remplit la fonction de nettoyage normalement effectuée par le sabot de nettoyage. La présente invention a trait également à un dispositif de commande, tel qu'un laser, qui peut être utilisé pour com- mander le creusement d'une tranchée, telle qu'une tranchée de drainage, dans un terrain inégal dans le cas o l'on désire que le fond de la tranchée reste sur une ligne approximative- ment droite. Des lasers et autres appareils de commande sem- blables ont déjà été utilisés en combinaison avec des disposi- tifs,tel que des machines à niveler et à revêtir les routes, pour maintenir une surface approximativement de niveau. De tels appareils peuvent être adaptés pour commander le vérin hydraulique 32 qui est raccordé au châssis excavateur en forme de parallélogramme de la présente invention pour dé- ployer et rétracter le vérin 32 de la manière nécessaire pour maintenir un fond de tranchée approximativement recti- ligne. Un agencement pour commander le vérin hydraulique 32 a été représenté sur la Fig. 2 et il comporte un émetteur 38 de faisceau laser monté sur un trépied réglable ou analogue à l'extrémité d'un tracé de tranchée. Un dispositif récepteur réglable 40 est monté sur le châssis 16 pour recevoir un fais- ceau laser émis 42. L'appareil automatique à laser"AccuSweep", modèle 721, fabriqué par la société CLS Industries, Inc. est un exemple d'un des dispositifs qui peut être adapté pour com- mander le vérin hydraulique 32 de la manière décrite ici. Lorsque la trancheuse se déplace le long du tracé de tranchée, le faisceau laser 42 frappe le dispositif récepteur 40 à dif- férents emplacements verticaux selon le profil du terrain sur lequel la machine se déplace. Le vérin hydraulique 32 est dé- ployé ou rétracté pour élargir ou aplatir le châssis excava- teur 12 en réponse à un signal correspondant du dispositif ré- cepteur 40 de façon à maintenir le fond 36 de la tranchée ap- proximativement sur une ligne droite. On a représenté sur la Fig. 3 un autre mode de réalisa- tion du châssis excavateur 12 en forme de parallélogramme. Dans cet autre mode de réalisation, les éléments latéraux op- posésexcavateur et non excavateur,24, 26 sont reliés entre eux de manière pivotante par des biellettes 46 qui sont arti- culées aux éléments lataraux à des emplacements situés à l'intérieur par rapport aux extrémités des éléments latéraux. Le vérin hydraulique 32 est raccordé entre les éléments laté- raux pour permettre à l'opérateur de relever ou d'abaisser la profondeur de creusement à partir du siège d'opérateur, comme dans le premier mode de réalisation représenté sur la Fig. 1. Le fonctionnement et les avantages de l'élinde excava- trice en forme de parallélogramme de la Fig. 3 sont les mêmes que ceux de l'élinde excavatrice représentée sur les Fig. 1 et 2. Il apparaitra clairement aux hommes du métier que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'il- lustration non limitative et que l'invention n'est limitée que dans la mesure définie par les revendications annexées. REVENDICATION 1 - Une trancheuse comportant un châssis (12) d'élinde exca- vatrice faisant saillie vers l'arrière monté pivotant sur un tracteur (10), des moyens pour entraîner une chaîne exca- vatrice (18) montée sur le châssis d'élinde, le châssis d'é- linde excavatrice pouvant être déplacé dans une position ac- tive pour creuser une tranchée, cette trancheuse étant carac- térisée en ce que: le châssis d'élinde excavatrice est consti- tué par un parallélogrammedes moyens de rotation (30) étant prévus pour monter la chaîne excavatrice autour de la périphé- rie dudit châssis d'élinde excavatrice et un angle du châssis d'élinde excavatrice étant monté pivotant sur un châssis de montage (16) monté sur le tracteur; ence que le châssis d'é- linde excavatrice comporte deux éléments d'extrémité opposés, excavateur et non excavateur (20, 22),de même longueur,et deux éléments latéraux opposés,excavateur et non excavateur, (24, 26),de même longueur, les éléments d'extrémité et les éléments latéraux étant articulés entre eux à leurs extrémi- tés pour former un parallélogramme déformable, l'élément d'ex- trémité excavateur travaillant le long du fond (36) de la tranchée et l'élément latéral excavateur travaillant le long du côté de la tranchée; en ce qu'un vérin hydraulique (32) est raccordé au châssis d'élinde excavatrice d'une manière telle que, lorsque le vérin est complètement déployé, les petits angles internes du parallélogramme sont égaux à 60 et l'angle interne entre l'élément latéral excavateur et l'élé- ment d'extrémité excavateur du châssis est égal à 1200 de sorte que l'on peut régler le châssis d'élinde excavatrice à un angle de creusement préféré de 60 par rapport à un plan de référence horizontal en abaissant le châssis excavateur dans la tranchée jusqu'à ce que l'élément d'extrémité non excavateur du châssis soit parallèle au plan de référence horizontal et en ce qu'on rétracte sélectivement le vérin pour aplatir le châssis d'élinde excavatrice en forme de pa- rallélogramme de telle sorte que l'angle interne entre l'élé- ment d'extrémité excavateur et l'élément latéral excavateur du châssis dépasse 1200 pour creuser à des profondeurs va- riables à cet angle de creusement préféré;et en ce que des 1 1 moyens de commande (38, 40) sont prévus pour déployer et rétracter le vérin hydraulique de la manière nécessaire pour maintenir un fond de tranchée relativement rectiligne.