Brevet FR2525252A1 — publié le 19831021

ENGIN DE TRAVAUX PUBLICS POUR LE REMBLAIEMENT ET/OU LE COMPACTAGE D'UNE TRANCHEE La présente invention se rapporte d'une manière générale aux opérations de remblaiement et de compactage d'une tranchée dans le fond de laquelle ont été déposées des conduites, canalisations, câbles téléphonique ou électriques ou analogues. Plus particulièrement, elle a trait à un engin de travaux publics pour au moins compacter le fond d'une tranchée très étroite, telle que celle pratiquée pour la pose de cales téléphoniques. Actuellement, le remblaiement d'une tranchée étroite est effectuée manuellement par des ouvriers déversant des pelletées de matériaux dans la tranchée après le passage de l'engin de pose de câbles. Les matériaux proviennent des deux cordons de déblais formés le long des bords de la tranchée par le passage de la roue trancheuse de l'engin de pose de câbles. Eventuellement, à cette opération manuelle de remblaiement est ajoutée une opération de compactage sommaire de la surface supérieure de la tranchée entièrement comblée au moyen d'un large rouleau poussé manuellement. La largeur du rouleau est au moins égale à l'écart hors tout entre les deux cordons de déblais. Il en résulte que le rouleau ne compacte que superficiellement la couche supérieure de la tranchée comblée mais non les couches inférieures de la tranchée. Les couches inférieures tétant pas suffisamment tassées, celles-ci s'affaissent systématiquement après quelques semaines d'intempéries et de circulation de véhicules ou de piétinement de passants. Ces dégradations annulent ainsi les avantages de la tranchée étroite, car une nouvelle intervention d'ouvriers est nécessaire pour combler la tranchée effondrée. Le principal but de la présente invention est de fournir un engin de travaux publics pour compacter le corps d'une tranchée notamment étroite. A cette fin, un engin de travaux publics comprenant un outil circulaire de compactage et des moyens pour relever et abaisser ledit outil de compactage est caractérisé en ce que l'outil de compactage est une roue de compactage pouvant compacter le fond d'une tranchée très étroite ayant une largeur de l'ordre de 6 cm. Selon l'invention, la roue de compactage compacte par passes successives différentes couches de matériaux des cordons de déblais de la tranchée qui peuvent être déverses manuellement ou par des moyens automatiques de remblaiement propres à l'invention et montés sur le meme châssis qui supporte la roue de compactage. En dépendance du diametre des conduites et des cales a poser, csest-à-dire de la largeur de la tranchée, la largeur de travail de ta roue de compactage est adaptable par exemple au moyen d'une jante formée de deux plaques ou chaussettes amovibles fixables sur le pourtour du voile de la roue de compactage. Les plaques amovibles sont choisies de sorte qu'elles ont une largeur égale à celle de la tranchée a combler.Le compactage de plusieurs sous-couches de la tranchée évite un affaissement ultérieur de la tranchée. En général, les parois de la tranchée ne sont pas toujours verticales. Afin d'augmenter ie rendement de la roue de compactage, l'invention prévoit des moyens pour positionner librement la roue de compactage dans la tranchée en fonction de l'inclinaison des parois de la tranchée. Ces moyens de positionnement sont de préférence une plaque à laquelle sont fixés les moyens de relevage et d'abaissement de la roue de compactage et qui pivote librement autour d'un axe longitudinal fixé au châssis de l'engin. Dans ces conditions, la roue de compactage se positionne elle-même dans la tranchée lors de son intreduction dans celleci et lors de l'avance de l'engin en fonction de l'inclinaison des parois de la tranchée. L'autre aspect essentiel de l'invention réside à réduire le coût du remblaiement de la tranchée et à mécaniser l'opération de remblaiement qui exige actuellement l'intervention d'au moins deux ou trois manoeuvres. A cette fin, l'engin selon l'invention comprend des moyens -précédant la roue de compactage suivant la direction d'avance de l'engin pour remblayer automatiquement la tranchée par des matériaux disposés le long de la tranchée. Le remblaiement s'effectue également par couches successives, ctest-à-dire par remblaiement suivi d'un compactage pour chaque sous-couche de la tranchée. Les moyens de remblayage comprennent au moins une hélice à vis sans fin qui est disposée transversalement sur un même côté par rapport au plan médian de la roue de compactage et en avant de la roue de compactage. Lorsque l'engin est tractable par un véhicule, tel qu'un tracteur agricole, l'hélice peut être entraînée par l'arbre de force du tracteur par l'intermédiaire d'un train d'engrenage réducteur et, d'autre part, l'engin peut être semi-porté par deux roues porteuses. Des moyens sont prévus pour maintenir la garde au sol constante de l'hélice afin que celle-ci pousse les matériaux d'un remblai quel que soit le relief du terrain. Ces moyens de garde au sol peuvent comprendre une roue de garde solidaire de l'extrémité externe de l'hélice et roulant sur le sol ainsi qu'une articulation à cardan entre l'autre extrémité de l'hélice -sous le châssis de l'engin- et les moyens d'entraînement de l'hélice. Ces derniers peuvent être l'arbre de force d'un tracteur ou un moteur autonome fixé au châssis de l'engin. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante de plusieurs exemples de réalisations de l'invention en référence aux dessins annexés correspondants, dans lesquels - la Fig. 1 est une vue de côté longitudinal schématique d'un engin de travaux publics semi-porté muni d'une hélice de remblayage et d'une roue de compactage - la Fig. 2 est une vue de dessus schématique de l'engin ; et - la Fig. 3 est une vue de face avant de l'engin. Tel qu'il est représenté dans les figures, l'engin de travaux publics comprend essentiellement un châssis 1 semi-porté par deux roues 20 et 21, des moyens de compactage 3 pour relever et abaisser une roue de compactage 4 et des moyens de remblayage 5 pour entraîner à rotation une hélice à vis sans fin de remblayage 6. Le châssis 1 a une structure qui est composée de tubes carrés résistants de grande section formant un rectangle avant vertical 10 et un rectangle inférieur horizontal 11 comme montré aux Figs. 2 et 3. La structure du châssis 1 comporte également deux poutres latérales inclinées 12 qui relient la poutre horizontale supérieure du rectangle avant 10 à la poutre'horizontale arrière 15 du rectangle inférieur 11, comme montré à la Fig. 1. Selon la réalisation illustrée, l'engin est tractable par un véhicule, tel qu'un tracteur agricole, indiqué schématiquement par le bloc 7 dans la Fig. 1. La poutre horizontale avant inférieure 13 possède trois points d'ancrage avant adéquats 14 qui coopèrent avec le système de fixation arriere du véhicule 7 afin que celui-ci remorque l'engin. Le châssis 1 repose sur le sol S a une distance pratiquement constante au moyen des roues latérales 20 et 21 dont l'essieu est classiquement relié h la poutre-horizontale arriere 15 du châssis par l'intermédiaire de moyens amortisseurs classiques. Le jeu de roues 20, 21 est sensiblement h mi-distance de l'axe de l'hélice 6 et de l'axe de la roue de compactage 4 afin que le centre de gravité de l'engin soit sensiblement dans le plan vertical contenant l'axe transversal de l'essieu. Les roues 20 et 21 peuvent être des roues classiques à pneu. Selon la réalisation illustrée, l'engin ne comporte qu'une seule hélice vis sans fin 6 pour remblayer les matériaux obtenus lors du délaiement de la terre d'une tranchée T et déposés à gauche de la tranchée suivant la direction d'avance du tracteur et de l'engin. Cette direction d'avance est indiquée par la fleche F -de la droite vers la gauchedans les Figs. 1 et 2. Dans ce cas, l'hélice 6 est disposée sur le côté de gauche de l'engin et de la tranchée T. Ses spires travaillantes 60 poussent les matériaux du remblai de gauche dans la tranchée et sont completement h gauche par rapport au plan médian vertical XX'-YY' de la tranchée T. Vue du côté gauche, comme dans la Fig. 1, l'hélice est rétrograde et tourne dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. L'extrémité de droite de l'axe 61 de l'hélice 6 est maintenue dans un boîtier contenant les moyens d'entraînement h rotation 5 de l'hélice. Ces moyens 5 consistent en l'arbre ou prise de force -non représentédu tracteur 7, émergeant h l'horizontale vers l'arriere et passant sous le châssis du tracteur et sous le châssis 1 de l'engin et en un train d'engrenages coniques jouant le rôle de réducteur de renvoi d'angle afin de transmettre le mouvement de rotation de l'arbre de force longitudinal du tracteur h l'axe transversal 61 de l'hélice dans un rapport prédéterminé convenable. L'extrémité de gauche de l'axe 61 de l'hélice est guidée dans un orifice 16 qui est pratiqué dans une plaque verticale 17 fixée sous la poutre inférieure horizontale de gauche du châssis 1. De préférence sont prévus des moyens pour maintenir la garde au sol constante de l'hélice 6 quel que soit le relief du terrain, notamment du remblai h gauche de la tranchée T.Ces moyens de maintien de garde au sol sont réalisés au moyen d'un montage par articulation h cardan de l'extrémité de droite de l'axe 61 de l'hélice sur l'extrémité arriere de l'arbre de force du tracteur 7 dans le boîtier 5 et au moyen d'une roue métallique 62 qui est fixée à l'extrémité de gauche de l'axe 61 h l'extérieur du châseis 1. L'orifice 16 est alors un trou oblong à axe longitudinal vertical ou bien une saignée verticale pratiquée dans la plaque 17. Comme montré à la Fig. 3, la roue de garde 62 peut osciller dans un secteur angulaire d'environ 100, de part et d'autre d'un plan horizontal. Ce plan contient le point central de l'articulation à cardan en 5 et l'axe horizontal de l'arbre de force du tracteur. Le montage de la roue de compactage 4 est visible aux Figs. 1 et 2. La roue 4 est constituée d'un voile plein 40 en acier qui est tres mince afin de l'introduire dans des tranchées de tres faible largeur, telles que celles pratiquées pour la pose de câbles électriques, téléphoniques ou autres canalisations de faible diamètre. Typiquement, le voile 40 a une épaisseur de 6 cm et un diamètre de 140 cm. Cependant, la largeur de travail de la roue de compactage peut être augmenté en y fixant des jantes amovibles 41, appelées également chaussettes, dont la largeur est pratiquement égale h la tranchée à combler. Par exemple, une jante est composée de deux plaques longilignes ayant chacune une longueur égale à la demi-circonférence du voile 40.Les extrémités des deux plaques s'emboîtent mutuellement pour leur pose autour du voile et sont maintenues solidaires entre elles et avec le pourtour du voile 40 au moyen de boulons et trous correspondants. Les moyens de relevage et d'abaissement de la roue de compactage 4 sont classiques. Ils comprennent essentiellement un vérin hydraulique 3 dont l'extrémité avant est articulée dans un étrier 30 solidaire de la poutre avant horizontale supérieure du châssis 1 et dont l'ex- trémité arrière mobile est articulée autour d'une barre transversale 32. Deux bras longitudinaux coudés 33 et 34 ont leurs extrémités avant articulées autour d'un axe horizontal fixe dans deux étriers 35 et 36 fixés à la poutre avant horizontale inférieure 13 du châssis 1. Les coudes des bras 33 et 34 sont maintenus parallèles à la direction d'avance de l'engin par la barre transversale 32 et passent au dessus de la poutre arrière 15 du châssis 1. Les extrémités arriere des bras coudés 33 et 34 entretoisent le moyeu transversal 42 de la roue de compactage 4. Le plan XX'-YY' de la roue 4 est médian h l'ensemble des bras 33 et 34 et au vérin 3 et est sensiblement h droite de la derniere spire 60 de l'hé- lice 6. Les bras 33 et 34 sont par exemple en tole résistante pliée. Dans la Fig. 1 les moyens de relevage et d'abaissement 3 ont été représentés en traits pleins lorsque la roue de compactage 4 a été abaissée au fond de la tranchee T pour compacter les matériaux poussés dans celleci par l'hélice 6, et en traits mixtes lorsque la roue de compactage 4 a été relevée au-dessus du sol S. L'extrémité arrière de l'un des bras -supports coudés, tels que le bras 34, supportent un moteur hydraulique 3 pour entraÎner le vibrant-non représenté- de la roue de compactage 4 par l'intermédiaire d'une courroie 80, comme montré h la Fig.- 1. Le vibrant est classique et est enfermé dans le moyeu 42 de la roue 4 et porté par l'axe de la roue 4. Le moyeu 42 est nettement plus large que la largeur de la roue 4 et de la tranchée et quelque peu au-dessus des remblais sur le sol. La différence entre le rayon externe de la roue 4 et le rayon externe du moyeu 42 est toujours plus grande que la profondeur de la tranchée T, comme montré h la Fig. 3. De préférence, des moyens pour maintenir la roue 4 libre dans la tranchée T sont prévus. Ces moyens peuvent être un correcteur de verti calité qui comprend une plaque verticale pivotante 37 en arriere du rectangle avant vertical 10 du châssis 1. Les moyens de relevage et d'abaissement, c'est-à-dire les étriers 30, 35 et 36, sont fixés contre la face arriere de la plaque 37. La plaque 37 peut pivoter librement de part et d'autre de la verticale Z' autour d'un tourillon horizontal longitudinal -indiqué en 38 aux Figs. 1 et 3- qui est fixé h la poutre avant horizontale supérieure du châssis 1 et dans le plan de la roue de compactage 4. Un tel correcteur de verticalité peut être analogue h celui sans vérin divulgué dans le FR-B-2359.938. Ainsi, le montage h pivotement libre des moyens de relevage et d'abaissement 3 de la roue de compactage 4 évite tout déport h l'engin et toute usure de la roue 4 par les parois de la tranchée lorsque celles-ci sont sensiblement inclinées mais aussi confere un meilleur rendement du travail de la roue 4 et une augmentation de la vitesse d'avance de l'engin.Dans la Fig. 3 sont re présentées en traits mixtes deux positions inclinées de la roue 4 qui est contrainte librement h une telle position par basculement libre de la plaque 37 autour du tourillon horizontal 38 lors de l'introduction ou de l'avance de la roue 4 dans la tranchée T. L'engin peut également comporter un déflecteur 63 montré aux Figs. 1 et 2. Le déflecteur est fixé sous la poutre longitudinale de droite du châssis 2 9 l'opposé de l'hélice 6. Les déblais sur le bord de droite de la tranchée T sont écartés par le déflecteur 63 afin de permettre le passage de la roue porteuse de droite 20 et éviter le tassement des déblais de droite par celle-ci. Pour l'engin tel que représenté dans les figures, le remblayage d'une tranchée T s'effectue de la manière suivante. La tranchée est une tranchée étroite par exemple obtenue au moyen du véhicule de pose de canalisations électriques selon le FR-B-z359.938. La terre de déblaiement se trouve pour moitié h droite et pour moitié 9 gauche sur le sol au-dessus de la tranchée. Des câbles ou conduites électriques ou analogues ont été déposés par le véhicule susdit dans le fond de la tranchée. L'engin selon l'invention est ensuite tracté pour venir au-dessus de la tranchée comme montré 9 la F*lg. 3. ta roue de compactage 4 est abaissée dans le fond de la tranchée -de la position représentée en traits mixtes h une position analogue à celle représentée en traits pleins dans la Fig. 1- par le vérin 3, les bras 33 et 34 pivotant vers le bas autour des axes d'articulations dans les étriers 35 et 36. Lors de l'avance de l'engin suivant la fleche F, l'hélice h vis sans fin 6 pousse des déblais de gauche dans le fond de la tranchée tandis que de l'autre côté, le déblai de droite est dégagé en partie à l'opposé de la tranchée par le déflecteur 63 pour laisser passer la roue porteuse 20. La première couche de matériau du déblai de gauche est ensuite compactée par la roue 4 qui suit librement la tranchee grâce au correcteur de verticalité 37-38. Le compactage de la première couche étant terminé, la roue 4 est relevée par le vérin 3 et le tracteur 7 est manoeuvré pour présenter l'engin suivant la direction opposée à celle de la flèche F. Après abaissée de la roue 4 à l'extrémité de la tranchée T venant d'être compactée, le tracteur 7 tracte de nouveau l'engin au-dessus de la tranchée dans le sens inverse. Des matériaux de l'autre déblai -de droite suivant la flèche F et de gauche suivant la direction d'avance de l'engin dans le cas présent- sont pousses par l'hélice 6 dans le fond de la tranchée T. Simultanément, la roue de compactage 4 compacte la seconde couche déversée dans le fond de la tranchée T. En fonction de la profondeur de la tranchée et de la compacité des matériaux déblayés, plusieurs passages de l'engin sont effectués successivement. La dernière couche supérieure de la tranchée peut être éventuellement réalisée par un apport de matériaux nobles. Bien que l'invention ait été décrite ci-dessus en référence à un mode de réalisation, d'autres modifications de l'engin peuvent être conçues facilement par l'homme du métier dans le cadre de l'invention. Parmi ces modifications, on peut citer les suivantes - remplacement de l'entrainement de l'hélice de remblayage 6 au moyen de l'arbre de force du tracteur 7 par un moteur hydraulique ou tout autre moteur autonome positionné en 5 et fixé sous le châssis 1 ; - adjonction 9 l'hélice 6 d'une second hélice à vis sans fin disposee sous le châssis 1 entre l'hélice 6 et les roues porteuses 20, 21 à la place du déflecteur 63, et symétriquement et décalée parallèlement vers l'carrière par rapport au plan de la roue de compactage 4 afin d'apporter simultanément des matériaux de l'autre deblai ; les deux helices tournent en sens contraire et peuvent être entraînées par l'arbre de force du tracteur 1, par deux moteurs indépendants ou un même moteur ; cependant, les deux hélices peuvent être remplacées par une unique hélice à vis sans fin dont une partie d'un côté du plan médian de la roue de compactage 4 est directe et dont l'autre partie de l'autre côté dudit plan est rétrograde ; - adjonction d'une autre ou de plusieurs roues de compactage successives à l'carrière de l'engin et fixées à des bras de relevage et d'abaissement communs ou indépendants les uns des autres ; - adjonction d'une autre roue porteuse avant ou d'un autre jeu de roues porteuses avant, l'engin n'étant plus semi-porté mais autoporté ; dans ce cas, le tracteur 7 peut être supprimé et l'engin peut être transformé en un véhicule autotracté autonome ayant la roue avant ou les deux roues avant directrices. Enfin, on notera que l'invention se rapporte à tout engin muni de l'un des deux moyens essentiels constituant l'invention, à savoir les moyens de compactage 3 et 4 et les moyens de remblayage 5 et 6. Ces moyens essentiels 3, 4 et/ou 5, 6 peuvent être combinés sur un meme châssis h d'autres moyens connus, tels que des moyens pour trancher et tronçonner le sol et/ou pour poser des canalisations électriques dans une tranchée, du genre de ceux décrits par exemple dans le FR-A-2.359.938, ou tous autres moyens de travaux publics relatifs à une tranchée. Revendications 1 - Engin de travaux publics comprenant un outil cylindrique circulaire de compactage (4) et des moyens (3) pour relever et abaisser ledit outil de compactage, caractérisé en ce que l'outil de compactage est une roue de compactage (4) pouvant compacter le fond d'une tranchée (T) très étroite ayant une largeur de l'ordre de 6 cm. 2 - Engin conforme h la revendication 1, caractérisé en ce que la roue (4) comporte une jante amovible (41) dont la largeur est adaptable h celle de la tranchée (T). 3 - Engin conforme h la revendication 2, caractérisé en ce que la jante (41) est constituée de deux plaques amovibles ayant chacune une longueur égale 9 la demi-circonférence du voile (40) de la roue de compactage (4). 4 - Engin conforme h l'une des revendications 1 h 3, caractérisé en ce qu'il comprend un vibrant de la roue de compactage (4). 5 - Engin conforme l'une des revendications 1 h 4, caractérisé en ce que les moyens de relevage et d'abaissement comprennent un vérin (3) pour relever deux bras paralleles (33, 34) articulés a l'une (35, 36) de leurs extrémités et entretoisant par leurs autres extremités le moyeu (42) de la roue de compactage (4). 6 - Engin conforme aux revendications 4 et 5, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (8) fixes h l'un des bras articulés pour entraîner le vibrant de la roue de compactage (4) inclus dans son moyeu (42). 7 - Engin conforme h la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que le moyeu (42) est plus large que la roue de compactage (4) ou la tranchée (T) et est positionné au travail au-dessus des bords de la tranchée (T). 8 - Engin conforme h la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (37, 38) pour positionner librement la roue de compactage (4) dans la tranchée en fonction de l'inclinaison des parois de la tranchée, les moyens de positionnement étant constitués de préférence en une plaque (37) h laquelle sont fixés les moyens de relevage et d'abaissement (3) et qui pivote librement autour d'un axe longitudinal (38) fixé au châssis (1) de l'engin. 9 - Engin conforme h l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (5, 6) précédant la roue de compactage (4? pour remblayer la tranchée par des matériaux disposés le long de la tranchée (T). 10 - Engin conforme à la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens de remblayage comprennent une hélice à vis sans fin (6) disposée transversalement sur un même côté par rapport au plan médian (XX'-YY') de la roue de compactage (4) et en avant de la roue de compactage. 11 - Engin conforme à la revendication 10, caractérisé en ce que les moyens d'entraînement de l'hélice (6) consistent en l'arbre de force d'un tracteur (7) tractant ou portant l'engin et en un train d'engrenage (5) transmettant le mouvement de rotation de l'arbre de force h l'axe (61) de l'hélice dans un rapport prédéterminé. 12 - Engin conforme à la revendication 10, caractérisé en ce que les moyens d'entraînement de l'hélice (6) consistent en un moteur autonome (5) fixé au châssis (1) de l'engin. 13 - Engin conforme à l'une des revendications 10 à 12, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (62) pour maintenir la garde au sol constante de l'hélice (6). 14 - Engin conforme à la revendication 13, caractérisé en ce que les moyens de maintien de garde au sol comprennent une roue de garde (62) solidaire de l'extrémité externe de l'hélice et roulant sur le sol et une articulation à cardan (5) entre l'autre extrémité de l'hélice (6) et les moyens d'entraînement de l'hélice. 15 - Engin conforme à la revendication 13, caractérisé en ce que l'extrémité de l'axe (61) de l'hélice solidaire de la roue de garde (62) est guidée verticalement dans un orifice (16) du châssis (1) de l'engin. 16 - Engin conforme à l'une des revendications 10 h 15, caractérisé en ce qu'il comprend un déflecteur (53)- disposé de l'autre côté du plan médian de la roue de compactage (4) par rapport l'hélice (6) pour pousser les matériaux de ce côté h l'opposé de la tranchée (T). 17 - Engin conforme h l'une des revendications 10 h 15, caractérisé en ce que les moyens de remblayage comprennent une seconde vis sans fin disposée transversalement de l'autre côté du plan median de la roue de compactage (4) par rapport à la premiere hélice (6), les deux hélices poussant des matériaux de déblais h l'opposé dans la tranchée (T). 18 - Engin conforme à la revendication 17, caractérisé en ce que les deux hélices constituent une hélice unique dont une partie d'un côté du plan médian (XX'-YY') de la roue de compactage (4) est directe et dont l'autre partie de l'autre côté dudit plan est rétrograde. 19 - Engin conforme h l'une des revendications 1 18, caractérisé en ce que le châssis (1) de l'engin est porté par deux roues porteuses (20, 21) et tractable par un véhicule (7). 20 - Engin conforme aux revendications 9 et 19, caractérisé en ce que l'axe des roues porteuses (20, 21) est entre les moyens de remblayage (5, 6) et la roue de compactage (4). 21 - Engin conforme aux revendications 16 et 19, caractérisé en ce que le déflecteur (63) est devant la roue porteuse (20) du même côté. 22 - Engin conforme à l'une des revendications 1 h 21, caractérisé en ce qu il est autoporté par au moins trois roues (20, 21) dont au moins une est directrice, et est autotractable.