Brevet FR2502663A1 — publié le 19821001

- 1 - La présente invention concerne un dispositif pour enfoncer ou extraire des palplanches, des plan- chéiages de canal, des tubes et autres éléments a enfoncer ou à extraire, au moyen d'un mouton vibra- toire et d'un mouton batteur commutable comportant un corps de percussion et une enclume. Un disDositif de ce genre est décrit dans la demande de brevet DE 2 255 129. Dans ce dispositif connu le mouton vibratoire est relié directement à une pince de serrage de l'élément à enfoncer ou à extraire. La surface transversale supérieure du mouton vibra- toire est conçue en tant qu'enclume, et au-dessus de celle-ci vibre un corps de percussion suspendu au mo- yen d'un ressort à une tige de guidage dirigée vers le haut à partir du mouton vibratoire. Tant que la vitesse d'avance de l'élément à en2ncer engendrée par le mouton vibratoire est supérieure à une valeur prédéterminée, l'amplitude des vibrations du corps de percussion est si faible qu'il ne heurte pas l'enclume. Dès que cette vitesse devient inférieure N. la dite valeur prédéter- minée, le corps de percussion commence à frapper sur l'enclume, de sorte que le mouton vibratoire transforme son action en celle d'un mouton à percussion et que la couche de terrain qui s'opposait S l'avance de l'élé- ment par vibrations est traversée par cet élément. Pour assurer un effet de percussion aussi efficace que possible,il est évident à l'homme de l'art que l'énergie d'excitation du mouton vibratoire doit agir avec une intensité aussi peu amortie que possible sur le corps de percussion. Cela n'est cependant pas le cas dans le dispositif connu, car le mouton vibratoire est, par l'intermédiaire de la pince, coincé directement à l'élément à enfoncer dans le sol, de svrte que la plus grande partie de l'énergie vibratoire est toujours transmise au dit élément, même lorsque celui-ci atteint une couche de terrain opposant une forte rédstance qui -2 - ralentit considérablement l'avance Parce que cette cou- che est impropre ? être traversée par un effet vibra- toire, Donc, dans le dispositif connu l'énergie de frappe exercée par le corps de percussion sur l'en- clume ne peut être très grande, de sorte que ce dis- positif ne peut être très efficace lorsqu'il est uti- lisé en tant que mouton batteur. Le problème auquel l'invention apporte une solu- tion consistait donc à créer un dispositif qui soit de structure simple, permette une utilisation sélec- tive en tant que mouton vibratoire ou de mouton batteur, la totalité de l'énergie vibratoire engendrée par le mouton vibratoire, étant transmise au mouton batteur et par conséquent ? l'élément à enfoncer. La solution à ce problème est constituée par un dispositif du genre décrit en préambule dans lequel le corps de percussion et l'enclume sont disposés entre le mouton vibratoire et une pince de serrage fixable à l'élément o enfoncer ou à extraire et sont munis d'un verrouillage commutable. Grâce q cette disposition le dispositif fonctionne comme un mouton vibratoire tant que le corps de percus- sion est serré contre l'enclume, de sorte que l'élément à enfoncer dans4e sol peut l'être à grande vitesse et sans grand dégagement de bruit. rais dès que cet élé- ment se trouve freiné par ur couchle de terrain résistant aux vibrations, le verrouillage est défait pour que le mouton vibratoire, a chaque impulsion dirig'e) l'oD- posé de la pince de serrage, s'éloigne de l'enclume avec le corps de percussion, tandis qu'à chaque impul- sion dirigée dans la direction de l'élément enfoncer, le corps de percussion revient frapper sur l'enclume avec une grande force. Après que le verrouillage a été défait le mouton vibratoire fonctionne ainsi en tant que mouton batteur. Etant donné que le mouton vibra- toire est, avec le corps de percussion, guidé librement -3- par rapport à l'enclume et à la pince, aucune énergie n'est soustraite au corps vibratoire lors de l'impul- sion ascendante, tandis que lors de l'impulsion des- cendante la totalité de l'énergie cinétique est trans- mise en tant qu'énergie de percussion à l'élément à enfoncer, Par l'intermédiaire de l'enclume et de la pince de serrage. Le verrouillage opère avantageusement par des moyens hydrauliques oemportant un vérin, de sorte que la commutation peut être commandée à tout moment de l'ex- térieur si nécessaire. Le dispositif selon l'invention peut comporter dans l'enclume une traversée orientée en travers de la direction de l'avance, une crosse qui traverse cette traversée et est disposée sur le corps de percussion qui coiffe l'enclume, et un min de ver- rouillage disposé entre cette crosse et une face trans- versale de la traversée. Dans cette forme d'exécution le corps de percussion est repoussé contre l'enclume au moyen du coin, et la course libre du corps de percus- sion par rapport à l'enclume peut être réglée en dépla- çant le coin plîtou moins. Dans ce but, il est avanta- geux de prévoir d'une part um ressort qui déplace le coin dans la position qui applique le corps de percus- sion contre l'enclume, d'autre part un vérin qui eplace ce coin dans la direction opposée. L'amplitude de la course libre du corps de percussion par rapport à l'en- clume peut ainsi être réglée, car elle est fonction de la distance dont le coin a été déplacé par le vérin. Afin que même lorsque le dispositif opère en tant que mouton batteur le bruit qui en émane soit aussi réduit que possible, on peut disposer entre le corps de percussïn et l'enclume une garniture qui amortit le bruit. En outre, pour que le corps de percussion et l'en- clume forment un système capable d'osciller, des corps vibrants ayant l'élasticité du caoutchouc peuvent être -4 - disposés sur des flasques latéraux de l'enclume et des faces latérales de guidage du corps de percussion. De plus, au moins un vérin qui repousse l'un contre l'autre le corps de percussion et l'enclume peut être intercalé entre le mouton vibratoire et la pince de ser- rage. Si ce vérin d'un c8té est fixé au mouton vibra- toire ou à la pince de serrage et, ae l'autre côté, est guidé avec possibilité de coulissement sur la pince de serrage ou le mouton vibratoire, ce vérin peut en même temps servir de liaison de guidage entre ce mouton vibratoire et la pince de serrage, de sorte qu'il n'est plus nécessaire de prévoir d'vrganes de guidage spéciaux telj que par exemple des corps vibrants ayant l'élasti- cité du caoutchouc. Afin de pouvoir appliquer le corps de percussion contre l'enclume, la tige de piston du vérin comporte, du c8té du guidage de la tige de piston opposé au cy- lindre de ce vérin, une butée qui, lorsque le vérin est sous pression, se trouve attirée contre une surface d'appui de la pince de serrage et bloque ainsi cette pince avec l'enclume contre le corps de percussion. Egalement dans cette forme d'exécution on obtient un système capable de vibrer si l'on intercalle un ressort entre le mouton vibratoire et la pince de serrage. Ce ressort sera avantageusement lin ressort de comnres- sion disposé concentriquement au vérin. S'il n'y a qu'un seul vérin entre le mouton vibra- toire et la pince de serrage, il faut que ce vérin soit disrosé dans le plan médian longitudinal du dispositif. ar contre, si au moins deux vérins sont utilisés, ceux- ci pourront être disposés symétriquement par rapport au plan médian longitudinal, en dehors du corps de percus- sion et de l'enclume, ce qui-conduit t des avantages en ce qui concerne l'accessibilité et la simplicité de la structure du dispositif. L'invention va maintenant être décrite en détail à l'aide de deux exemples d'exécution illustrés au dessin; sur ce dessin - la figure 1 est une vue schématique, en éléva- tion, d'un dispositif selon l'invention avec un mou- ton vibratoire, une pince de serrage et, disposé entre eux, un mouton batteur, - la figure 2 est une vue en coupe du mouton bat- teur, suivant la ligne II-II tracée sur la fig.3, - les figures 3 et 4 sont des vues en coupe suivant les lignes III-III et IV-IV, respectivement, tracées sur la fig.2, et - la figure 5 est une vue schématique, en éléva- tion, d'un autre dispositif avec un mouton vibratoire,une pince de serrage et, disposé entre eux, un mouton batteur. Le dispositif représenté à la fig.1 se compose d'un mouton vibratoire 1 dont l'énergie vibratoire est engen- drée par deux balourds 2 de sens opposés. A ce mouton vibratoire 1 est fixé un mouton batteur 3 qui, de son côté, estvissé a une pince de serrage 16. Le mouton batteur 3 comporte un corps de percussion 4 qui est relié rigidement au mouton vibratoire 1 et coopère avec une enclume 5 rigidement associée à la pince de serrage 16. L'enclume 5 comporte une traversée 6 dont la paroi transversale supérieure 7 est inclinée. Le corps de percussion 4 coiffe l'enclume 5 et comporte des flasques latéraux 10 auxquels est fixée une crosse 9 qui traverse la traversée 6. Dans cette dernière est disposé un coin 8 qui coopère avec la paroi inclinée 7 et la crosse ú et qui, par tLn ressort de compression 13 prenant appui con- tre un flasque latéral 10, est déplacé de telle sorte que l'enclume 5 se trouve bloquée contre le corps de percus- sion 4. Dans cette position, le dispositif fonctionne comme mouton vibratoi e, car entre le corps de percus- sion 4 et l'enclumen -'existe aucun jeu et l'énergie - 6- vibratoire engendrée par le mouton vibratoire 1 est transmise directement, par l'intermédiaire de la pince de fixation 16, à l'élément à enfoncer. Le coin 8 peut, contre la force du ressort de compression 13, être déplacé au moyen d'un vérin Il et de latige de piston 12 de celui-ci. Si l'élément à enfoncer rencontre une couche de terrain qui oppose au mouton vibratoire une résistance considérable, on peut, en envoyant un fluide cous pression dans le vérin 11, déplacer le coin 8 et défaire ainsi le verrouillage entre l'enclume 5 et la pince de serrage 16. Le mouton vibratoire 1 commence ainsi, avec le corps de percussion 4, à vibrer par rapport à l'enclume 5 et à la pince 16, le guidage étant assuré par des corps vibrants 15 qui ont l'élasticité du caout- chouc et sont fixés aux flasques 10 et aux parois de guidage latérales 26 de l'enclume 5. A chaque course descendante de la vibration le corps de percussion 4 heurte la garniture 14 qui, sur l'enclume 5, est char- gée d'amortir le bruit. La répétitioncb ces coups à forte énergie fait ainsi traverser à l'élément à enfon- cer la couche de terrain qui en entravait l'enfoncement. Dès que la dite couche est franchie, la pression peut être coupée du vérin Il; le ressort de compression 13 repousse alors le coin 8 dans sa position verrouillée, et le dispositif opère à nouveau en tant que mouton vibratoire. Une liaison extrêmement rigide, quoique pouvant être rapidement défaite, entre la pince 16 et l'élément à enfoncer dans le sol est assurée par un mors de serrage 17 déplaçable au moyen d'un vérin 18. Ce mors 17 dans la pince 16 permet d'utiliser le dispositif également pour extraire des éléments enfoncés dans le sol. Dans la forme d'exécution illustrée 1' la fig.5, seul le mouton batteur 3 est de construction différente. -7 - Un corps de percussion 19 se trouve en face d'une enclume 20 fixée rigidement sur le mouton vibratoire 1. Sur le corps de percussion 19 se trouve une gar- niture 14 poix amortir le bruit. De chaque côté du corps de percussion 19 et de l'enclume 20 est disposé un vérin 21 avec une tige de piston 22, la disposition des deux vérins étant symétrique par rapport au plan médian longitudinal du dispositif. Ces vérins sont fixés rigidement au mouton vibratoire 1; leurs tiges de piston 22 sont guidées à coulissement limité dans des alésages de guidage 24 sur la pince de fixation 16. A l'extrémité libre des tiges de piston 22 sont fixées des butées 23. Des ressorts de compression 25 entourent concentriquement les vérins 21. Dans la positinn représentée à la fig.5, les tiges de piston 22 sont sorties des vérins 21, de sorte que la pince 16 avec l'enclume 20 est suspendue élastique- ment aux ressorts 25 et qu'il en résulte entre le corps de percussion 19 et l'enclume 20 un certain intervalle. Cttte position est celle dans laquelle le dispositif opère en tant que mouton batteur. Lorsque la pince 16 enserre un élément à enfoncer dans le sol, le mouton vibratoire 1 avec le corps de percussion 19 oscille dans le sens vertical sous l'ac- tion des balourds rotatifs 2 et, à chaque course des- cendante, heurte l'enclume 20. L'énergie vibratoire du mouton vibratoire 1 est ainsi transmise, à chaque course descendante et sans aucun amortissement, à l'élé- ment à enfoncer. Si le dispositif doit être utilisé en tant que mouton vibratoire il suffit d'envoyer un fluide sous -pression dans les vérins 21 pour en rétracter les tiges de piston 22, de sorte que l'enclume 20 se trouve appliquée contre le corps de percussion 19 par l'inter- médiaire des butées 23. - 8 - REVENDICATIONS 1. Dispositif pour enfoncer ou extraire des palplanches, des planchéiages de canal, des tubes et autres éléments à enfoncer ou à extraire, au moyen d'un mouton vibratoire et d'un mouton batteur com- mutable comportant un corps de percussion et une enclume, ce dispositif étant remarquable en ce que le corps de percussion (4;19) et l'enclume (5;20) sont disposés entre le mouton vibratoire (1) et une oince de serrage (16) fixable q l' élément. enfoncer ou 1 extraire et sont munis d'un verrouillage (8;21,22, 23) commutable. 2. Dispositif selon la revendication 1, remar- quable en ce que le verrouillage (8;21,22,23) est relié hydrauliquement à un vérin (11,12;21,22). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, remarquable en ce qu'il comporte dans l'enclume (5) une traversée (6) orientée en travers de la direction de l'avance, une crosse (9) qui traverse cette traver- sée (6) et est disposée sur le corps de percussion (4) qui coiffe l'enclume (5), et un coin de verrouillage (8) disposé entre cette crosse (9) et une face trans- versale (7) de la traversée (6). 4. Dispositif selon la revendication 3, remar- quable en ce qu'il comporte d'une part un ressort (13) qui déplace le coin (8) dans la position qui applique le corps de percussion (4) contre l'enclume (5), et d'autre part un vérin (11,12) qui déplace ce coin (8) dans la direction opposée. 5. Dispositif selon la revendication 4, remar- quable en ce qu'une garniture (14) qui amortit le bruit est disposée entre le corps de percussinn (4;19) et l'en- clume (5,20). 6. Dispositif selon l'ure quelconque des revendica- tions précédentes, remarquable en ce que des corps - 9 vibrants (15) ayant l'élasticité du caoutchouc sont disposés sur des flasques latéraux (10) de l'enclume (5) et des faces latérales de guidage (26) du corps de percussion (4). 7. Dispositif selon la revendication 2, remar- quable en ce qu'au moins un vérin (21,22) qui repousse l'un contre l'autre le corps de percussion (19) et l'enclume (20) est intercalé entre le mouton vibratoire (1) et la pince de serrage (16). 8. Dispositif selon la revendication 7, remar- quable en ce que le vérin (21,22) d'un côté est fixé au mouton vibratoire (1) ou à la pince de serrage (16) et, de l'autre côté, est guidé avec possibilité de coulissement sur la pince de serrage (16) ou le mou- ton vibratoire (1). 9. Dispcsitif selon la revendication 8, remar- quable en ce que le cylindre (21) du vérin (21,22) est fixé au mouton vibratoire (1) et est, par la tige de piston (22), guidé i coulissement dans la pince de serrage (16), et en ce qu'une butée (23) se trouve sur la dite tige (22) du côté du guidage (24) de cet- te tige opposé au cylindre (21). 10. Dispositif selon la revendication 9, remar- quable en ce qu'un ressort (25) est disposé concen- triquement autour du vérin (21,22) entre le mouton vibratoire (1) et la pince de serrage (16).