Brevet FR2546203A1 — publié le 19841123

MACHINE DESTINEE A CREUSER LE SOL NOTAMMENT POUR ASSURER LE DRAINAGE DE SURFACE L'invention concerne une machine destinée à creuser le sol, notamment pour assurer le drainage de surface. Les principaux critères à prendre en compte, pour une telle machine sont : I'efficacité et la rapidité d'exécution d'une part ainsi que le coût du matériau de remplissage mis en oeuvre, d'autre part. Le but à atteindre est l'obtention de tranchées d'écoulement, sillonnant la surface du terrain à drainer, dans lesquelles on remplace la terre par un matériau de remplissage adéquat. Une technique consiste à enfoncer à force le matériau de remplissage dans la terre. En l'occurrence le matériau qui peut alors être du gravillon, est par lui-même relativement peu coûteux. En revanche le procédé nécessite des moyens sophistiqués qui, eux, sont onéreux. Une autre technique plus simple consiste à créer un sillon en éjectant la terre de chaque côté de la tranchée sans ltévacuer. La machine dans ce cas est relativement rustique et peu coûteuse, mais malheureusement l'état de surface résultant est inacceptable pour certaines applications. Enfin, il existe une machine qui assure en un seul passage la formation de la tranchée, I'évacuation de la terre et la mise en place du matériau de remplissage. Une telle machine comporte essentiellement, une roue excavatrice munie de dents présentant un tranchant vers l'avant par rapport au sens de rotation de la roue. Celle-ci tourne dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, de telle sorte que la terre est rejetée vers l'arrière de la roue excavatrice, si l'on se réfère au sens d'avancement de la machine. Il faut donc et c'est le cas, que les moyens de récupération de la terre au niveau où se creuse la tranchée soient eux aussi situés a' l'arrière de cette roue. Il s'agit d'une rampe guidant la terre dans une goulotte montée transversalement par rapport à l'axe d'avancement de la machine.De la elle est prise en charge, soit par une vis d'Archimède, soit par un tapis roulant. Il résulte de cette architecture que d'une part, la fonction de récupération de la terre ne peut se réaliser que sur '/4 de tour de la roue excavatrice d'où une perte de temps et un ralentissement de la machine, que d'autre part, la réserve de matériau se trouve déportée, interdisant ainsi l'utilisation de matériau trop dense comme le gravillon. Une telle machine, certes, permet la mise en oeuvre de matériau expansé, mais ils sont coûteux. En résumé, elle concerne plus particulièrement des travaux dits de haut de gamme. La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients et concerne une machine à drainer qui allie les deux avantages, celui de la rapidité due à une évacuation de la terre plus efficace et celui du coût du matériau de remplissage utilisé car celui-ci peut être choisi dans toute la gamme des matériaux proposés pour cette applications sans qu'il soit nécessaire de tenir compte de leur densité. L'invention concerne plus précisément une machine destinée à creuser le sol, notamment pour assurer le drainage de surface, du type comportant un chassis sur lequel est montée une roue excavatrice portant une pluralité de couteaux, des moyens de récupération et d'éva- cuation de la terre extraite par cette roue excavatrice et une cuve contenant un matériau de remplissage et destiné à déverser ce matériau dans la tranchée au fur et à mesure de sa formation ; machine caractérisée en ce que la roue porte-couteaux tourne dans le sens des aiguilles d'une montre de telle sorte qu'elle soulève la terre vers l'avant de cette roue si l'on se réfère au sens d'avancement de la machine et qu'en cela elle coopère avec des moyens de récupération de la terre situés donc eux aussi en avant de cette roue porte-couteaux. L'invention sera mieux comprise à l'aide des explications qui vont suivre et des figures jointes parmi lesquelles La figure 1 est une représentation schématique de l'architecture générale de la machine La figure 2 est une représentation schématique des organes essentiels de la machine. La figure 3 est une représentation schématique d'un des organes de la figure 2 ; La figure 4 est une représentation schématique de la combi naison mécanique des moyens assurant la mise en oeuvre des organes représentés sur la figure 2 ; La figure 5 est une illustration d'un perfectionnement se situant au niveau de la distribution du matériau de remplissage. La figure 6 est un schéma illustrant une des caractéristiques de l'invention Pour plus de clarté, les mêmes éléments portent les mêmes références dans toutes les figures. Comme le montre la figure 1, une machine conforme à l'invention comporte un chassis 1 supportant une cuve 2 contenant la réserve de matériau de remplissage destinée à s'écouler comme le montrent les flèches f à travers une goulotte 3 dans la tranchée au fur et à mesure que l'organe excavateur 4 soulève la terre. Le sens d'avancement de la machine est schématisé par une flèche F qui détermine donc également la partie avant AV de la machine et sa partie arrière AR. Cette cuve 2 est inclinée sur le chassis 1 de telle sorte que le matériau s'écoule par gravité dans ia goulotte 3. Le fond AB de la cuve fait un angle 8 voisin de 30 avec l'axe longitudinal XX' dont l'intersection avec l'axe vertical YY' , détermine le point O représentant l'axe transversal autour duquel tourne l'organe excavateur 4. Ainsi selon une caractéristique importante de l'invention cette cuve 2 occupe une position telle que, quelque soit sa charge, le centre de gravité de la machine reste pratiquement constant. Elle peut donc recevoir une charge maximale sans risque de provoquer un déséquilibre de l'ensemble. On peut ainsi utiliser comme matériau de remplissage aussi bien des granulés expansés, par nature légers, que des matériaux plus denses tels que des gravillons par exemple. La longueur de la cuve (Lc) peut être de l'ordre de 2 mètres, sa largeur (lc) et sa profondeur (pc) de l'ordre de 1 mètre. Un talon 5 assure le tassement du fond de la tranchee avant que n'y soit déversé le matériau de remplissage et contribue au guidage de la machine. Selon une autre caractéristique de l'invention, L'organe excavateur 4 tourne dans le sens des aiguilles d'une montre schématisé par la flèche R, (I'avant de la machine étant à gauche sur la fig. 1). Comme le montre la figure 2 cet organe excavateur 4 est constitué d'une roue 44 sur la périphérie de laquelle est fixée une pluralité de couteaux (par exemple 16) tel que celui qui est représenté sur la figure 2 et référencée 45. Ces couteaux sont de type connu en soi et présentent une partie tranchante 46 orientée vers l'avant par rapport au sens de rotation de la roue 44. Conformément à l'invention, comme cela a déjà été dit précédemment cette roue 44 tourne dans le sens représenté par la flèche (R). Chaque couteau 45 entraine donc vers l'avant de la machine, et non pas vers l'arrière et ceci est fondamental, la terre à évacuer, (I'avant de la machine est représenté à droite de la fig. 2). La fonction récupération de la terre est assurée par un système 50 qui la transfere sur un tapis sans fin 51 pour son évacuation vers l'arrière de la machine. Cette évacuation se fait longitudinalement et non pas transversalement et selon une pente ascendante ce qui en libérant la partie arrière de la machine donne toute latitude pour positionner correctement la goulotte 3 de déversement du matériau de remplissage contenu dans la cuve 2. La longueur (L) du tapis peut être quelconque, de l'ordre de 3,40 m pour l'exemple décrit et notamment dépasser celle de la machine d'une distance (d) par exemple de 1,50 mètre, ce qui facilite l'utilisation de moyens annexes quelconques pour l'évacuation de la terre hors du site où travaille la machine. Un tendeur de tapis 60 peut être prévu. Le sens de rotation R de la roue porte-couteaux 44 permet la récupération de la terre sur un 1/2 tour de la roue. La cadence d'évacuation est donc maximale ce qui contribue à permettre une vitesse d'avancement de la machine relativement élevée. Selon une autre caractéristique de l'invention, I'entraînement du système 50 portant des palettes 55 ainsi que celui du tapis 51 est assuré par un système de chaines 70 et 71 s'appuyant sur le moyeu 69 de la roue porte-couteaux 44, par les moyens d'entraînements de celle-ci. Comme le montre encore la figure 2, la roue porte-couteaux 44 doit s'enfoncer par rapport au niveau du sol S d'une profondeur (P) fonction des caractéristiques de la tranchée drainante en cours de préparation. Pour contrôler cette profondeur (P), un jeu de roues de terrage, telle que celle qui est référencée 100 sur la figure 2, est prévu et rendu solidaire du chassis 1. De telles roues comportent des moyens de réglage 101 de leur profondeur de pénétration dans le sol (pt) ; un exemple de réalisation de ces moyens de réglage 101 est représenté sur la figure 3. La roue de terrage 100 est reliée au chasses 1 grâce à un bras coudé 102 dont la jambe verticale 103 s'emboite dans un élément mâle 104 solidaire du chassis 1. Un clavetage 105 permet de régler la position (a, b, c, ... n) de la jambe par rapport au chassis 1. On peut ainsi par exemple prévoir 12 positions s'étageant de 5 cm en 5 cm. Comme cela est schématisé sur la figure 4 un seul moyen moteur 150, par exemple, la prise de force PF d'un tracteur (non représenté) commande tous les organes de la machine. Un renvoi d'angle 90 est relié à cette prise de force PF par un cordon d'entraînement 91 et un embrayage de sécurité 92. Ce renvoi d'angle assure la rotation du moyeu 69 de la roue porte-couteaux 44, moyeu qui à son tour, par un jeu de paliers 93 et de pignons dentés 94 et 95 coopérant respectivement avec les chaînes 70 et 71, entraîne en rotation l'axe 96, de la roue à pales 50 et l'entraîneur 97 du tapis 51 montés l'un et l'autre sur paliers. La figure 5 illustre schématiquement un détail de la goulotte de déversement 3 solidaire de la cuve 2. Celle-ci est équipée d'un volet 155 permettant le réglage du débit du matériau de remplissage. Il faut également noter le profil de la goulotte dont le canal de déversement 151 se trouve légèrement déporté par rapport à la cuve 2 à l'arrière de celle-ci ce qui rend compatible son positionnement avec l'agencement des organes de la machine conforme à l'invention qui assurent l'extraction, la récupération et l'évacuation de la terre au fur et à mesure de Itélaboration de la tranchée, ce qui contribue à l'équilibre de l'ensemble. La figure 6 illustre précisément le positionnement des roues de terrages avant (100 AV), et arrière (100 AR) par rapport au chassis 2, positionnement qui consolide encore un équilibrage déjà réalisé grâce à l'agencement particulier des principaux organes d'excavation, d'éva cuation de terre et de déversement de matériau de remplissage tels que définis précédemment. Ainsi pour une largeur lcH de 1,98 mètre et une longueur LcH du chassis de 2,30 mètres, une roue de terrage arrière 100 AR1 est positionnée à l'intérieur du cadre C dans lequel est inscrit le chassis et une roue de terrage arrière 100 AR2 est positionnée à 0,40 mètre de ce cadre C. Les deux roues de terrage avant 100 AV1 et 100 AV2 étant symétriques par rapport à l'axe de ce cadre C et positionnées à 0,45 mètre de la partie avant de celui-ci. Tandis que l'axe de la roue porte-couteaux 44 est situé à 1,20 mètre de cette partie avant. Une telle machine assure la formation d'une tranchée à une vitesse de l'ordre de 2 km/h. Elle s'applique au drainage de tous terrains, quelque soit la nature du matériau de remplissage choisi. REVENDICATIONS I) Machine destinée à creuser le sol notamment pour faire une tranchée destinée à assurer le drainage de surface ; du type comportant un chassis (1) sur lequel est monté un organe excavateur (4) constitué d'une roue (44) portant une pluralité de couteaux (45), des moyens de récupération et d'évacuation de la terre extraite par cette roue excavatrice et une cuve (2) contenant un matériau de remplissage destiné à être déversé dans la tranchée au furet à mesure de sa formation ; machine caractérisée en ce que la roue porte-couteaux (44) tourne dans le sens des aiguilles d'une montre (flèche R) de telle sorte qu'elle soulève la terre vers l'avant de cette roue (44) si l'on regarde le sens d'avancement de la machine (Flèche F) et que ceci étant, elle coopère avec des moyens de récupération (50) de la terre, eux aussi situés en avant de cette roue porte-couteaux (44). 2) Machine selon la revendication b t caractérisée en ce que le moyen de récuperation (50) est une roue à pales (55) qui récupère la terre extraite par les couteaux (45) et la transfère sur un tapis sans fin (51), pour son déversement dans un moyen auxiliaire chargé de son évacuation du site. 3) Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'axe (96) de la roue à pales (50) est monté transversalement par rapport au sens de la marche de la machine tandis que le tapis sans fin (51) est entraîné dans le sens longitudinal ; le mouvement d'entraînement de la terre se faisant donc de l'avant de la machine vers l'arriere. 4) Machine selon l'une des revendications précédentes ; caractérisée en ce que la roue porte-couteaux (44) est efficace sur pratiquement 1/2 tour de roue. 5) Machine selon l'une des revendications précédentes ; caractérisée en ce qu'un même moyen moteur (150) assure la mise en rotation de la roue porte-couteaux (44), de la roue à pales (50) et du tapis sans fin (51). 6) Machine selon la revendication 5, caractérisée en ce que ce moyen moteur est la prise de force d'un tracteur P.F. 7) Machine selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la cuve (2) est inclinée par rapport à l'axe XY de la roue porte-couteaux (44) d'un angle c', de telle sorte que le matériau contenu dans la cuve s'écoule par gravité (flèche f) sur le fond (AB) de la cuve (2) formant un plan incliné jusqu'au canal de déversement (151) dlune goulotte (3). 8) Machine selon la revendication 7 ; caractérisée en ce que cet agencement sur la machine de cette cuve (2) est tel que, quelque soit la charge de celle-ci, son centre de gravité reste pratiquement constant. 9) Machine selon l'une des revendications 7 et 8, caractérisée en ce que l'extrémité (151) de la goulotte (3) débouche face à la tranchée en cours de formation et est équipée d'un volet (155) permettant le réglage du débit du matériau. 10) Machine selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est équipée de quatre roues de terrage (100 ARI, 100 AR2, 100 AV1, 100 AV2) rendues solidaires du chassis (2) par des moyens de réglage en hauteur (101) leur assurant une profondeur de pénétration dans le sol (pt), laquelle est déterminée en fonction de la profondeur de la tranchée désirées correspondant à la profondeur de pénétration (P) de la roue porte-couteaux (44) ; (P) étant supérieure à (pt).