Brevet FR2539157A1 — publié le 19840713

La présente invention concerne une trancheuse à flèche qui comporte un mécanisme permettant de monter la machine sur un véhicule tel que tracteur En particulier, la présente in- vention a trait à une trancheuse à flèche comportant une flè- che trancheuse munie d'une chaîne excavatrice et comportant un mécanisme agencé pour permettre de monter la machine sur un véhicule, mécanisme qui présente un premier bras destiné à être articulé sur un premier axe prévu sur le véhicule ou sur un support fixé à ce dernier, le premier bras étant aussi relié à articulation à la flèche trancheuse L'invention a trait encore à la combinaison d'une telle trancheuse et d'un véhicule portant en fonctionnement la trancheuse. Une trancheuse à flèche telle que décrite ci-dessus est bien connue dans le domaine du creusement de tranchées et comprend une flèche comportant une chaîne excavatrice contour- nant des pignons de chaîne situés aux extrémités ou près des extrémités de la flèche, de-s lames excavatrices étant fixées à la chaîne à intervalles et la chaîne étant entraînée méca- niquement de façon que les lames entament le sol et remontent les déblais hors de la tranchée en cours de creusement, pour les déposer sur la surface du sol près de la tranchée La flèche est typiquement montée sur un véhicule au moyen d'un mécanisme qui permet de l'écarter du sol par relevage, ou de la descendre dans le sol à la profondeur voulue pendant la première étape de creusement d'une tranchée Ensuite, la flè- che est maintenue à la profondeur voulue -qu'on peut faire varier sur la longueur de la tranchée par le mécanisme. Le mécanisme reliant la flèche au véhicule doit être ca- pable de relever la flèche en l'écartant suffisamment du sol pour permettre de transporter la trancheuse d'un endroit à 1 ' autre et doit toutefois permettre aussi la pénétration de 1 ' extrémité inférieure de la flèche dans le sol jusqu'à la plus grande profondeur de creusement requise En outre, le mécanis- me doit être suffisamment robuste pour supporter les efforts considérables que la flèche lui fait subir pendant le creuse- ment d'une tranchée. On a déjà proposé divers mécanismes propres à monter une flèche de trancheuse sur un véhicule destiné à transporter la trancheuse mais, dans l'ensemble, ils se rangent dans trois 753915 ? catégories Dans la première catégorie, on utilise un tringla- ge à quatre barres du type parallélogramme articulé, dans la seconde, la flèche est portée dans des glissières prévues sur le véhicule et est agencée pour décrire à coulissement un mou- vement rectiligne le long des glissières, en faisant avec le sol un angle constant et, dans la troisième, la flèche est articulée par son extrémité menée coaxialement à l'arbre me- nant et pivote autour de cet arbre de façon que son extrémité inférieure se soulève et s'abaisse Le type de mécanisme adop- té dépend de divers facteurs et varie entre autres suivant la grandeur de la trancheuse et donc les efforts susceptibles d' apparaitre, suivant le type de véhicule qui doit porter la trancheuse et, notamment, suivant que le véhicule est cons- truit à cette fin ou modifié pour porter la trancheuse. Quel que soit le type de mécanisme utilisé, on se heurte souvent à une difficulté quand la paroi arrière de la tranchée doit avoir un profil particulier Par exemple, dans le cas d'un parallélogramme articulé, il peut être difficile de don- ner à la paroi arrière de la tranchée un profil particulier. On peut fort bien être amené initialement à faire avancer puis reculer le véhicule jusqu'à ce que la flèche ait pénétré jus- qu'à la profondeur voulue si la tranchée doit avoir, par exem- ple, une paroi arrière verticale On peut triompher de cette difficulté grâce à un mécanisme coulissant, mais un tel agen- cement présente l'inconvénient exposé immédiatement ci-dessous. Un autre inconvénient des mécanismes de montage connus décrits ci-dessus est que lorsqu'on écarte la flèche du sol par relevage, elle peut faire saillie verticalement à une grande hauteur En conséquence, il peut être nécessaire de mo- difier le mécanisme de façon qu'il soit susceptible d'une au- tre action, à savoir de faire pivoter l'ensemble de la flèche relevée de façon à en ramener l'extrémité supérieure à une hauteur admissible En prévoyant une seconde action dans le mécanisme, on augmente la complexité et le coût de ce dernier et l'on risque en outre d'en réduire la résistance mécanique et la fiabilité Un autre inconcénient encore que présente les mécanismes connus, en particulier lorsqu'ils assurent le montage d'une trancheuse sur-un véhicule tel que tracteur agricole, est que quand la flèche est complètement relevée en vue de transport de la machine, le centre de gravité de l'en- semble du véhicule et de la trancheuse peut être à la fois relativement haut et décalé vers l'arrière du véhicule au point qu'il faut, pour la sécurité, limiter sévèrement la vi- tesse de marche du véhicule sur le sol. La présente invention a pour but principal de proposer une trancheuse à flèche comportant un mécanisme propre à assu- rer son montage sur un véhicule, mécanisme qui permet de con- férer un profil préfixé à la paroi arrière d'une tranchée creusée par la trancheuse sans qu'on ait à déplacer le véhicu- le pendant l'étape de creusement initiale lors de la pénétra- tion de la flèche dans le sol Un autre but est de proposer un mécanisme de montage d'une telle machine qui soit relativement simple à réaliser et permette le montage sur le véhicule et que l'on puisse en outre conformer de façon à pouvoir relever la flèche en une position telle que le véhicule puisse se dé- placer en toute sécurité à vitesse relativement élevée. Suivant l'invention, une trancheuse du genre décrit est caractérisée en ce que le mécanisme de montage comporte un second bras destiné à être articulé sur un second axe prévu sur le véhicule ou sur le support en un emplacement préfixé par rapport audit premier axe, le second bras étant accouplé à la flèche au moyen d'un accouplement glissant comportant un moyen de guidage associé à la flèche et définissant un trajet de guidage de configuration préfixée, le raccordement glissant comportant aussi un élément coulissant prévu sur le second bras et contraint par le moyen de guidage de se déplacer sui- vant le trajet de guidage, et le mécanisme de montage compor- tant encore-une barre de liaison articulée tant sur le premier que sur le second bras en des points espacés des premier et second axes respectivement, et des moyens de relevage agencés pour amener les premier et second bras à pivoter autour des premier et second axes respectivement de façon que l'action des moyens de relevage amène l'extrémité libre de la flèche à se soulever ou à s'abaisser en décrivant un lieu géométrique de profil préfixé défini par la configuration des premiers et seconds bras et axes, de la barre de liaison et du raccorde- ment glissant. Quand la trancheuse est montée sur un véhicule au moyen du mécanisme défini ci-dessus, par articulation des premiers et seconds bras sur le véhicule ou sur le support monté sur celui-ci, le lieu géométrique défini par l'extrémité libre (infé- rieure) de la flèche lorsqu'agissent les moyens de relevage est une fonction complexe de la configuration précise de l'en- semble du mécanisme de montage, mais avec importance primor- diale de la forme du trajet de guidage On peut déterminer empiriquement de la forme de ce trajet après avoir fixé les emplacements relatifs des premier et second axes, la forme et la longueur des premiers et seconds bras ainsi que la longueur et l'emplacement de la barre de liaison, et ainsi de suite, de façon que l'extrémité libre de la flèche décrive le lieu géo- métrique souhaité Par exemple, une fois les facteurs précités fixés, on peut déterminer la forme du trajet de guidage de façon que dans un certain intervalle de mouvement de la flè- che, l'extrémité libre décrive un lieu géométrique sensible- hent rectiligne De plus, grâce à un choix judicieux des di- vers paramètres, il est possible que le lieu géométrique rec- tiligne soir sensiblement vertical, à supposer que le véhicule repose sur un terrain horizontal. L'intervalle de mouvement de la flèche dans lequel on ob- tient le lieu géométrique préfixé va typiquement du niveau du sol jusqu'à la plus grande profondeur de creusement nécessaire. Toutefois, il est grandement préférable de conformer le trajet de guidage de façon que quand l'extrémité inférieure de la flèche est déplacée depuis le niveau du sol vers le haut, 1 ' ensemble de la flèche soit déplacé vers l'avant et aussi amené à faire avec l'horizontale un angle plus faible que quand la flèche est dans une tranchée Ceci a pour effet de décaler vers l'avant le centre de gravité de la trancheuse par rapport au véhicule sur lequel celle-ci est montee, ce qui, à son tour, augmente la sécurité de transport de la trancheuse d'un endroit à l'autre. Il est grandement nréférable que le mécanisme de montage comporte un support qui présente les premier et second axes sur lesquels les premiers et seconds bras sont articulés, le support étant propre à être monté sur le véhicule destiné à porter la trancheuse suivant l'invention De cette manière, il est possible de définir précisément les emplacements rela- tifs des premier et second axes, de façon à conférer au méca- nisme les caractéristiques de fonctionnement voulues Avanta- geusement, il est prévu un moyen-de montage du support sur le véhicule, moyen qui permet de faire pivoter le support autour d'un axe horizontal parallèle à l'axe ou coïncidant avec l'axe du véhicule après montage sur ce dernier, de façon que la flèche puisse être à tout moment maintenue sensiblement verti- cale, bien que le véhicule puisse se trouver sur un terrain irrégulier ou en pente Ce moyen de montage peut comporter des vérins hydrauliques propres à relier entre eux le véhicule et le support pour provoquer et régler le mouvement pivotant du support autour dudit axe horizontal. Dans la configuration préférée selon la présente inven- tion, il est prévu une première paire de bras maintenus espa- cés l'un de l'autre et une seconde paire de bras pareillement disposés, chaque bras de la première paire étant articulé sur ledit premier axe et chaque bras de la seconde paire, articulé sur ledit second axe Pareillement, une paire de barres de - liaison doivent être associées chacune des bras respectifs des première et seconde paires Avec une telle configuration, on monte de préférence la flèche de -la trancheuse entre les première et seconde paires de-bras de manière à conférer une rigidité à la torsion adéquate à l'ensemble de la trancheuse, y compris son mécanisme de montage. Les moyens de relevage comprennent avantageusement un vérin hydraulique à double effet, disposé de façon à agir entre le ou chaque premier bras et une partie fixe du véhicule ou du support portant la trancheuse. Pour la trancheuse préférée selon l'invention, il est prévu un transporteur d'écoulement transversal monté sur le support et apte à transférer les déblais déchargés de la chai- ne de la flèche de trancheuse sur un côté du véhicule portant la trancheuse, en sorte que les déblais se déposent sur le sol d'un côté ou de l'autre de la tranchée en cours de creusement. Avantageusement, tous les accessoires à entraînement mécanique prévus sur la trancheuse sont à commande -hydraulique, des moyens étant prévus pour les relier à un agencement de comman- de et à une source de fluide sous pression incorporés àu vé- hicule auquel la trancheuse doit être reliée. La présente invention couvre aussi la combinaison d'un véhicule et d'une trancheuse selon la présente invention telle que définie ci-dessus. On va maintenant décrire en détail, à simple titre d' exemple, une réalisation particulière de l'invention en se référant aux dessins schématiques annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue latérale d'une trancheuse réa- lisée suivant l'invention et montée sur un tracteur, la flè- che de la trancheuse étant en position descendue; la figure 2 est aussi une vue latérale de la trancheuse représentée à titre d'exemple sur la figure 1, mais avec re- levage de la flèche; et la figure 3 illustre en plan la configuration du méca- nisme de montage de la trancheuse. La figure 1 indique en 10 le contour seulement d'un trac- teur à quatre roues motrices comportant des roues menées avant 11 et arrière 12 A l'arrière du tracteur 10 est montée une trancheuse à flèche 13, comportant une flèche 14 et un méca- nisme 15 servant à monter la flèche 14 sur le tracteur 10 de façon qu'on puisse la déplacer entre les positions d'abaisse- ment et de relevage-représentées sur les figures 1 et 2. Sur la flèche 14 tourillonnent près de ses deux extrémi- tés des pignons de chaîne 16 et 17, que contourne une chaîne excavatrice 18 portant des lames de coupe 9, comme représenté schématiquement sur la figure 1 Un moteur hydraulique 19 est disposé près du pignon de chaîne 16 pour le faire tourner dans le sens horaire, ce qui déplace la chaîne 18 autour des pignons de façon que les lames 9 creusent le sol pour y tail- ler une tranchée, quand la flèche 14 est descendue dans le sol Les déblais détachés par les lames de coure 9 sont sou- levés par les lames, puis projetés par celles-ci lorsqu'elles commencent à contourner le pignon Galle 16, les déblais at- terrissant sur un transporteur 20 monté sur l'arrière du trac- teur 10 transversalement à celui-ci Le transporteur sert à déposer les déblais d'un côté, mais en avant, de la tranchée en cours de creusement Le transporteur 20 présente sur le tracteur 10 le montage voulu pour pouvoir s'étendre d'un côté ou de l'autre du tracteur, ou prendre une position médiane quand la trancheuse ne fonctionne pas Il est prévu un agen- cement convenable (non représenté) d'entraînement du trans- porteur 20, ainsi qu'un agencement de commande et que des conduites d'alimentation en fluide (pas représentés non plus) affectés au moteur hydraulique 19. Tous les composants décrits jusqu'à présent, à l'excep- tion du mécanisme 15, sont connus en soi dans l'industrie des trancheuses, et ne seront donc pas décrits ici plus en détail, car ils ne font pas partie de la présente invention L'inven- tion concerne par contre le mécanisme de relevage et d'abais- sement 15, que l'on va maintenant décrire. Sur l'arrière du tracteur 10 est monté un organe de sup- port 21, portant une première et une seconde tiges 22 et 23 en des emplacements espacés préfixés L'organe de support 21 est monté sur le tracteur de façon à pouvoir pivoter autour d'un axe horizontal parallèle à l'axe longitudinal du trac- teur 10, des moyens appropriés -par exemple, vérins hydrauli- ques (non représentés) étant prévus pour provoquer et régler ce mouvement pivotant autour dudit axe horizontal Ainsi, si le tracteur 10 repose sur un terrain irrégulier ou en travers d'une pente, on peut amener la flèche 14 à s'étendre dans un plan sensiblement vertical. Sur la première tige 22 tourillonnent deux premiers bras espacés l'un de l'autre 24 (dont un seul est visible sur les figures 1 et 2), les deux premiers bras 24 étant rigide- ment accouplés l'un à l'autre par un tube de torsion 25 qui relie entre elles leurs parties moyennes La flèche 14 est munie à son extrémité supérieure de deux pattes 26, sur cha- cune desquelles est articulée l'extrémité d'un premier bras 24 opposée à celle reliée à la première tige-22. Une paire de seconds bras espacés 27 (dont encore un seul est visible sur les figures 1 et 2) est articulée sur la se- conde tige 23, les seconds bras 27 étant accouplés à la flèche 14, à leurs extrémités opposées à la seconde tige 23 par des raccordements glissants respectifs 28, qu'on décrira plus en détail ci-après Les premier et second bras 24 et 27 sont re- liés l'un à l'autre par une paire de barres de liaison 29 ar- ticulées par leurs Premières extrémités sur des oreilles 44 fixées aux premiers bras 24 et par leurs secondes extrémités sur les seconds bras 27, près des raccordements glissants 28. Un vérin a double effet 30 est relié Dar l'extrémité libre de sa tige de piston à une tige 31 qui s'étend entre les pre- miers bras 24, le cylindre du vérin 30 étant monté sur l'or- gane de support 21 de façon que l'extension et la rétraction du vérin 30 fasse pivoter les premiers bras 24 entre les po- sitions respectivement représentées sur les figures 1 et 2. Le vérin 30 est muni d'un agencement de commande approprié et de tuyaux d'alimentation hydraulique (non représentés) d' une manière bien connue du technicien. -Chacun des raccordements glissants 28 (affectés chacun à l'un des seconds bras 17) comprend un goujon 32 saillant la- téralement sur l'extrémité du second bras associé 27 et por- tant un galet rotatif (non représenté) inséré sans jeu dans une fente oblongue à Drofil-de came 33 ménagée dans une pla- que 34 fixée ou incorporée à la flèche 14 La fente 33 a un profil de came préfixé-tel que l'extrémité inférieure libre de la flèche 14 décrit un lieu géométrique prédéfini quand le mécanisme 15 agit par extension ou rétraction du vérin hydraulique 30. Dans l'exemple de réalisation décrit en-se référant aux dessins, le mécanisme 15 et en particulier le profil de came de la fente 33 sont conformés de façon que l'extrémité infé- rieure 35 de la flèche 14 passe par un lieu géométrique sen- siblement rectiligne et vertical en se déplaçant depuis une position de contact avec le sol jusqu'à la Profondeur de creu- sement maximale, qui peut être typoquement de l'ordre de deux mètres Toutefois, le profil de came de la fente 33 est tel que, pendant le soulèvement de la flèche à partir d'une posi- tion o l'extrémité inférieure 35 est au niveau du sol La flèche est déplacée vers l'avant et amenée à faire un angle moindre avec l'horizontale, de sorte qu'une fois la flèche complètement relevée (comme représenté sur la figure 2), le centre de gravité de l'ensemble de la combinaison tracteur- trancheuse est déplacé vers l'avant et rapproché des roues arrière 12 du tracteur. Le mieux est de déterminer empiriquement le profil de came de la fente 33 après avoir fixé certains autres facteurs et paramètres Par exemple, les emplacements conférés aux tiges 22 et 23 sur l'organe de support 21 sont déterminés en grande partie par le tracteur 10 lui-même, car le support doit s'étendre entre les roues arrière 12 du tracteur bien qu'il faille placer les tiges 22 et 23 à l'extérieur du pour- tour de ces roues 12, lesquelles peuvent en tout cas être munies d'un agencement de suspension leur permettant de se déplacer par rapport au châssis du tracteur De plus, les roues représentées peuvent être remplacées par des roues de diamètre différent Il faut aussi tenir compte de la possibi- lité pour l'organe de support 21 de pivoter autour d'un axe horizontal, comme décrit ci-dessus, afin que la flèche 14 puisse être maintenue verticale même si le tracteur est placé sur une pente En conformant les premiers et seconds bras, il faut tenir compte à la fois dès charges auxquelles le mécanis- me 15 sera soumis pendant le fonctionnement de la trancheuse et aussi de charges accidentelles telles que celles pouvant apparaître au cas, par exemple, o l'extrémité inférieure 35 de la flèche 14 heurte un objet solide alors que la flèche est complètement relevée et que le tracteur 10 est en cours de manoeuvre En outre, les premiers et seconds bras 24 et 27 ainsi que les barres de liaison 29 ne doivent pas empiéter sur la chaîne excavatrice 18, sur son agencement d'entraîne- ment ni sur le trajet d'évacuation des déblais à partir de la chaîne 18 Il importe en outre que l'action même de creusement ait lieu aussi près que possible du tracteur 10, pour minimi- ser les charges appliquées au tracteur, et que le centre de gravité global de la combinaison tracteur-trancheuse soit si- tué aussi en avant que possible, notamment-quand la flèche est pleinement relevée, pour assurer à la fois la sécurité de fonctionnement de la trancheuse et celle de déplacement, éven- tuellement à grande vitesse, du tracteur portant la trancheuse. Lorsqu'on a fixé tous les facteurs et paramètres précités, on peut déterminer empiriquement le profil de came de la fente 33, principalement pour faire en sorte que la paroi arrière 36 de la tranchée en cours de creusement par la trancheuse ait la forme souhaitée Bien que dans l'exemple illustré, cette paroi arrière soit sensiblement verticale et rectiligne, on conçoit bien entendu qu'on peut conformer différemment le mé- canisme 15, par exemple pour obtenir une paroi arrière verti- cale faisant un certain angle avec la verticale. REVENDICATIONS 1 Trancheuse à flèche comportant une flèche trancheuse munie d'une chaîne excavatrice et comportant un mécanisme agencé pour permettre de monter la trancheuse sur un véhicule, lequel mécanisme comporte un premier bras agencé pour être articulé autour d'un premier axe prévu sur le véhicule ou sur un support fixé à celui-ci, le premier bras étant aussi articulé sur la flèche trancheuse, ladite trancheuse étant caractérisée en ce que le mécanisme de montage ( 15) comporte un second bras ( 27) destiné à être articulé sur un second axe prévu sur le véhicule ( 10) ou sur le support ( 21) en un empla- cement préfixé par rapport audit premier axe et sensiblement parallèle à celui-ci, le second bras ( 27) étant accouplé à la flèche au moyen d'un accouplement glissant ( 28) comportant un moyen de guidage ( 34) associé à la flèche ( 14) et définis- sant un trajet de guidage ( 33) de configuration préfixée, le raccordement glissant ( 28 > comportant aussi un élément coulis- sant ( 32) prévu sur le second bras_( 27) et contraint par le moyen de guidage de se déplacer suivant le trajet de guidage ( 33), et le mécanisme de montage comportant encore une barre de liaison ( 29) articulée tant sur le premier que sur le se- cond bras ( 24 et 27) en des points espacés des premier et se- cond axes respectivement, et des moyens de relevage ( 30) agen- cés pour amener les premier et second bras ( 24 et 27) à pivo- ter autour des premier et second axes respectivement de façon que l'action des moyens de relevage ( 30) amène l'extrémité inférieure ( 35) de la flèche ( 14) à se soulever ou à s'abais- ser en décrivant-un lieu géométrique de profil préfixé défini par la configuration des premiers et seconds bras et axes, de la barre de liaison et du raccordement glissant. 2 Trancheuse à flèche selon la revendication 1, carac- tériséeen ce qu'on choisit la configuration du trajet de gui- dage ( 33) de façon à amener l'extrémité inférieure ( 35) de la flèche ( 14) à décrire un lieu géométrique sensiblement recti- ligne dans une partie de son intervalle de mouvement. 3 Trancheuse à flèche selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en outre en ce qu'on choisit la configuration du trajet de guidage ( 33) de façon que la flèche ( 14) se dé- place vers l'avant par rapport au véhicule auquel la trancheu- se ( 13) est fixée et décrive aussi un mouvement réduisant 1 ' angle fait entre le sol et la flèche lorsque l'extrémité in- férieure de la flèche se-déplace depuis le sol vers le haut. 4 Trancheuse à flèche selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisée en ce qu'il est prévu un support ( 21) qui définit les premier et second axes autour desquels sont respectivement articulés les premiers et seconds bras, le support ( 21) étant conçu pour être monté de manière amovible sur le véhicule ( 10) destiné à porter la trancheuse, et le support ( 21) comportant de préférence un moyen de mon- tage permettant de le monter sur un véhicule, ce moyen de mon- tage étant agencé pour permettre au support ( 21) de pivoter autour d'un axe horizontal parallèle à l'axe ou coïncidant avec l'axe du véhicule après montage sur ce dernier. 5 Trancheuse à flèche selon la revendication 4, carac- térisée en outre en ce que le moyen de montage comporte un vérin hydraulique ( 30) agencé pour être monté entre le véhi- cule ( 10) et le support-( 21), afin de provoquer et de régler le mouvement pivotant du support autour dudit axe horizontal. 6 Trancheuse à flèche selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisée en ce qu'il est prévu une première paire de bras ( 24) maintenus espacés l'un de l'autre et une seconde paire de bras ( 27) aussi maintenus espacés l'un de l'autre, chacun des bras de la première paire étant articu- lés sur ledit premier axe et chacun des bras de la seconde paire étant articulé sur ledit second axe, et en ce qu'il est en outre prévu une paire de barres de liaison ( 29), associées chacune à un premier et à un-second bras respectifs. 7 Trancheuse à flèche selon la revendication 6, carac- térisée en ce que la flèche trancheuse ( 14) est montée entre les bras des première et seconde paires-de bras ( 24 et 27). 8 Trancheuse à flèche selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisée en ce que les moyens de relevage comprennent un vérin hydraulique à double effet ( 30), disposé de façon à agir entre le ou chaque premier bras ( 24) et une partie fixe du véhicule ou du support portant la tran- cheuse. 9 Trancheuse à flèche selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisée en ce qu'il est prévu un support ( 21) à monter sur un véhicule, un transporteur d'écou- lement transversal ( 20) étant disposé sur le support ( 21) et agencé pour transférer les déblais déchargés de la chaîne ( 18) de la flèche de trancheuse ( 14) sur un côté du véhicule portant la trancheuse. Combinaison d'une trancheuse à flèche ( 13) selon 1 ' une quelconque des revendications précédentes et d'un véhicu- le ( 10) sur lequel la trancheuse est montée de manière amovi- ble au moyen du mécanisme de montage.