Brevet FR2571986A1 — publié le 19860425

"Machine de répandage d'un produit liquide sur une surface, tel que du produit de cure sur des dalles en béton de ciment". La présente invention concerne une machine de répandage d'un produit liquide sur une surface, tel que du produit de cure sur des dalles en béton de ciment. Il est connu, notamment dans le domaine routier, de répandre un produit liquide à l'aide de rampes de répan- dage munies de gicleurs. Toutefois, cette technique ne peut s'utiliser pour certains travaux de précision, lorsqu'il faut répandre un produit, notamment liquide, suivant un dosage très précis, sur une surface, par exemple, un produit de cure sur des dalles en béton de ciment. Le problème se pose notamment lorsque ce traitement doit se faire sur des surfaces impor- tantes. Le dosage très précis de tels produits, par unité de surface, est impératif, d'une part, car il est nécessaire de répandre le produit avec une très grande régularité et, d'autre part, le produit étant coûteux, tout excédent de dosage constitue une perte, d'autant plus importante que les surfaces à traiter peuvent être grandes. La présente invention se propose de créer une machine permettant de répandre de façon dosée très précisément, un produit sur une surface et, notamment, un produit de cure sur des dalles en béton de ciment. A cet effet, l'invention concerne une machine de répandage d'un produit liquide sur une surface, tel que du produit de cure sur des dalles en béton de ciment. Cette machine peut être munie d'un chassis ayant des roues de sustentation et/ou motrices. Elle peut suivre une autre machine, le cas échéant, en étant reliée à celle-ci. Le gicleur porté par le chariot peut effectuer un balayage de la surface a traiter pendant le mouvement de déplacement de la machine. Il est à remarquer que la machine peut également être portée par un engin automoteur, par exemple muni d'un moyen d'attelage de type "attelage en trois points" comme sur les tracteurs agricoles. De façon plus détaillée, la machine est caracté- risée en ce qu'elle comprend: - un moteur d'entraînement pour commander l'avan- cement de la machine, - au moins un gicleur pour répandre le produit, ce gicleur étant porté par un chariot mû par un moyen de déplacement, transversalement à la direction d'avancement de la machine, - le gicleur étant alimenté à partir du réservoir par un moyen d'alimentation, - le moteur d'entraînement de la machine étant constitué par un ensemble de moteurs hydrauliques alimentés en fluide hydraulique par une première pompe, - le moyen de déplacement du chariot portant le gicleur est constitué par un moteur hydraulique commandant le déplacement du chariot et recevant le fluide hydraulique d'une seconde pompe par l'intermédiaire d'un commutateur, - le moyen d'alimentation du gicleur se compose d'une troisième pompe doseuse entraînée par une transmission à vitesse variable, - un moteur principal entraînant les trois pompes par l'intermédiaire de leur transmission respective. Cette machine, prise dans ses caractéristiques générales, permet de répandre un produit liquide avec une très grande précision permettant de tenir compte de multiples conditions d'utilisation. Cela est très important, non seulement pour la précision du traitement et son économie mais également pour l'utilisation de machines combinées dont les unes réalisent la surface et l'autre, celle de l'inven- tion assure le traitement de la surface réalisée. Quels que soient la vitesse de déplacement, les ralentissements, arrêts ou accélération de la ou des machines en amont qui réalise la surface à traiter. Comme cette machine comporte une buse ou un groupe de buses parcourant la surface à traiter suivant un mouvement combiné à partir d'un mouvement de va et vient transversal et d'un mouvement de translation, le réglage du débit est très simple à réaliser puisqu'il n'est pas nécessaire de faire un réglage buse par buse comme dans le cas d'une rampe transversale munie de gicleurs fixes. De plus, même dans le cas de plusieurs gicleurs mobiles sur un chariot, selon l'invention, si le débit des gicleurs n'est pas le même, cela ne détruit pas l'homogénéité et la régularité de l'épan- dage ou du traitement puisque chaque gicleur balaie toute la surface à traiter. Les différents moteurs entraînés à partir du moteur principal permettent un réglage très précis des para- mètres de fonctionnement de la machine. Dans le cas d'une machine combinée à une machine en amont, l'asservissement de la vitesse de la machine selon l'invention peut se faire de façon simple par des moyens connus. - Suivant une autre caractéristique de la machine, le moteur principal entraîne directement la première et la deuxième pompes, et la transmission à vitesse variable de la troisième pompe est un circuit hydraulique composé d'une pompe à débit fixe entraînée par le moteur principal, un variateur de débit de fluide hydraulique et un moteur hydraulique, ce dernier étant relié à la troisième pompe. Une telle machine fonctionne à vitesse et débit fixes, la hauteur du gicleur étant également fixe. Le mode de réalisation est très simple. Suivant une autre caractéristique de la machine, la pompe doseuse est reliée à un réservoir d'alimentation par l'intermédiaire d'une vanne à trois voies, l'une des voies étant reliée au gicleur et l'autre en retour au réservoir, ainsi qu'un échangeur de chaleur auquel est relié le circuit d'alimentation du gicleur, cet échangeur de chaleur étant par ailleurs relié au moteur principal. Ce double circuit facilite la mise en route de la pulvérisation et son arrêt puisqu'il suffit de commuter la vanne à trois voies. Le circuit de retour au réservoir permet également de purger la conduite alimentant la pompe doseuse. L'échangeur de chaleur permet la mise en température du liquide et, par suite, un fonctionnement correct et régulier des gicleurs, quelles que soient les conditions atmosphé- riques, la température, etc. Suivant une autre caractéristique de la machine, le moteur principal se compose d'un moteur thermique direc- tement relié à la deuxième pompe, ainsi qu'un générateur électrique relié à un moteur électrique à vitesse variable entraînant, d'une part, la première pompe et, d'autre part, la pompe doseuse, cette dernière étant entraînée par l'in- termédiaire d'un variateur de vitesse. Suivant une autre caractéristique de la machine, elle comporte un tachymètre détectant la vitesse de rota- tion de la pompe doseuse (débit), ce tachymètre étant relié à un calculateur commandant le débit de la deuxième pompe. La présente invention sera décrite de façon plus détaillée à l'aide des dessins annexes dans lesquels: - la figure 1 est une vue de face d'une machine selon l'invention, - la figure 2 est une vue de dessus d'une machine selon l'invention, -la figure 3 est une vue en coupe schématique d'une machine selon les figures 1 et 2, - la figure 4 est un schéma fonctionnel d'un premier mode de réalisation d'une machine selon l'invention, - la figure 5 est un schéma fonctionnel d'un second mode de réalisation d'une machine selon l'invention, - les figures 6A, 6B, 6C sont des schémas expli- quant le fonctionnement de la machine de l'invention. Selon les figures.1, 2 et 3, la machine se compose d'un chassis 1 portant par l'intermédiaire de bras 2 un rail 3 sur lequel circule un chariot 4 muni de gicleurs 5. Le rail 3 est transversal par rapport à la direction de déplacement A de la machine (figure 2) et le chariot 4 effec- tue un parcours alternatif dans le sens de la double flèche B, entre deux limites dépendant de la largeur de la surface 6 à traiter. Cette surface 6 est délimitée par les bords latéraux 7 et 8. Le châssis 1 est porté par des roues 9, 10. Selon la figure 3, les bras 2 sont reliés au châssis 1 non seulement par une articulation 11 mais également par une liaison réglable 12 permettant d'incliner les bras 2 et de régler ainsi la hauteur du rail 3. Par ailleurs, le rail 3 est monté articulé autour du pivot 13 sur le bras 2 ainsi que par une liaison réglable 14 de façon à maintenir le rail 3, par exemple vertical, pour que le chariot 4 soit vertical et que, par suite, les buses 5 portées par le chariot 4 soient elles-mêmes verticales. La figure 3 montre le cône de projection 15 produit par les gicleurs 5. La figure 3 montre le moteur 16 du chariot 4 dont le pignon de sortie 17 engrène avec un rail denté 18 porté latéralement par le rail 3. Le chariot 4 s'appuie sur le rail 3 par des galets verticaux 19 et latéraux 20. Les figures 1, 2 et 3 montrent également le montage des axes des roues 9, 10 sur des organes de réglage en hauteur 21, 22. Les organes de réglage de hauteur permettent de régler la hauteur du rail 3 en maintenant le rail parallèle à la surface à traiter pour éviter une modification de la surface de projection du c6ne de pulvérisation pendant son déplacement transversal. En général, le rail 3 doit être horizontal puisque la surface à traiter est horizontale. Toutefois, il peut se produire, par exemple dans des courbes de routes, que la surface d'appui ou de roulement des roues 9, 10 soit horizontale alors que la surface 6 à traiter soit inclinée. Ce cas est représenté à la figure 1. Le châssis 1 porte les différents éléments fonctionnels tels que le moteur, la pompe et le circuit hydraulique qui seront explicités selon les deux modes de réalisation représentés aux figures 4 et 5. Comme cela sera expliqué en relation avec les figures 6A, 6B et 6C, le répandage régulier et précis de produit sur une surface doit tenir compte de trois paramètres, à savoir: - la vitesse V d'avancement de la machine 1 par rapport à la surface 6 à traiter, - la vitesse u de balayage transversal par le chariot 4 portant les buses 5, et - enfin, le débit des gicleurs 5. Selon le premier mode de réalisation représenté schématiquement à la figure 4, la machine comprend des moteurs d'entraînement ml, m2, m3, m4, hydrauliques, associés aux quatre roues motrices. Ces moteurs ml-m4 sont alimentés en fluide hydraulique par une première pompe P1, par l'intermédiaire d'un circuit hydraulique C1. Cette première pompe P1 est une pompe à débit variable entraînée directement par le moteur principal M qui est un moteur thermique. Le réglage du débit de la pompe P1 détermine la vitesse d'avancement V. La machine comporte également un moteur de chariot M2 (portant la référence 16 à la figure 3) et qui entraîne le chariot 4 à la vitesse linéaire u suivant le rail 3. Cet entraînement se fait en général dans une direc- tion perpendiculaire à la direction d'avancement de la machine. Le moteur M2 est relié à une seconde pompe P2 par l'intermédiaire d'un circuit hydraulique C2 comportant un commutateur K1. Ce commutateur, par exemple un distributeur commute l'entrée et la sortie de fluide hydraulique du moteur M2 du chariot pour faire tourner ce moteur dans un sens ou dans le sens inverse, la seconde pompe P2 tournant toujours dans le même sens. La pompe P2 également entraînée par le moteur principal M, est une pompe à débit fixe. Le moteur M2 tourne donc à une vitesse déterminée, ce qui se traduit par une vitesse de translation u, déterminée, pour le chariot 4. La machine comporte en outre une troisième pompe ou pompe de dosage P3, qui pompe le liquide de traitement dans le réservoir R par la conduite C3, et refoule ce liquide à travers une vanne à trois voies V, soit dans le circuit de retour C4 revenant au réservoir R, soit à travers un échangeur de chaleur E et un détecteur de surpression D1 muni d'un générateur d'alarme A1 et à travers la conduite C5 pour alimenter les gicleurs 5 du chariot 4. Cette pompe doseuse P3 est entraînée par une transmission à vitesse variable T1 à partir du moteur principal M. La transmission à vitesse variable T1 se compose d'une pompe à débit fixe P4 reliée à un moteur hydraulique M3 par l'intermédiaire d'un variateur Vi de réglage de débit. La pompe à débit fixe P4 est entraînée par le moteur -principal M; le variateur de réglage de débit VI permet de régler le débit de fluide hydraulique fourni au moteur M3 et, par suite, la vitesse de rotation des moteurs, c'est-- dire la vitesse de rotation de la pompe P3 puisque la pompe doseuse P3 est entraînée par ce moteur M3. Enfin, le primaire E1 de l'échangeur de chaleur E est traversé par les gaz d'échappement du moteur thermique M, ou l'eau de refroidissement de ce moteur pour réchauffer le produit de traitement fourni par la pompe doseuse P3 et le mettre à la température appropriée pour l'opération. Il convient également de remarquer que dans cette installation, la hauteur des gicleurs qui détermine le cercle d'intersection du cône de projection et de la surface à traiter, est fixe. Il en est de même de la vitesse u transversale du chariot. Par contre, la vitesse d'avan- cement V et le débit Q se règlent l'une par le réglage de la pompe à débit variable P1, l'autre par le réglage des variateurs de débit V1. - La figure 5 montre un second mode de réalisation fonctionnel de la machine selon l'invention. Les éléments de ce mode de réalisation analogues ou identiques à ceux du premier mode de réalisation selon la figure 4, portent les mêmes références alors que les éléments analogues portent la même référence primée. L'entrainement de la machine se fait comme précé- demnment, par exemple, par des moteurs hydrauliques mi-m4, associés à chacune des roues motrices, ces moteurs ml-m4 étant alimentés en fluide hydraulique par le circuit Cl de la première pompe Pi. Une première pompe est également entraînée par le moteur principal M'. Le chariot 4 est entraîné en translation (double flèche B) sur le rail 3 par le moteur M2 qui reçoit le fluide hydraulique de la seconde pompe P2 par l'intermé- diaire du circuit C2 et comportant un commutateur K1. Le moteur P2 est également entraîné par le moteur principal M'. Toutefois, la pompe P2' est une pompe à débit variable dont le débit est commandé à partir d'un calcula- teur CA qui sera explicité ci-après. La pompe doseuse P3 alimente les gicleurs 5 par la conduite C5 à travers l'échangeur E et le détecteur de surpression 21 muni d'une alarme A1. La pompe P3 est également reliée au réservoir R par la contuite de retour C4. Le primaire E1 de l'échangeur E reçoit un fluide chaud, par exemple les gaz d'échappement ou un liquide de refroidissement du moteur principal. L'entraînement de la pompe doseuse P3 est assuré à partir du moteur principal M' par une transmission à vitesse variable T'1 constituée par un variateur de vitesse commandé par un signal S1. Un axe, par exemple l'axe d'entrée de la pompe doseuse P3, porte un tachymètre T2 dont le signal de sortie est appliqué au calculateur CA. Comme la pompe doseuse P3 est à débit fixe, le débit Q de cette pompe doseuse P3 est proportionnel à la vitesse de rotation de cette pompe P3. Inversement, la vitesse de rotation constitue donc une grandeur proportion- nelle au débit Q. Ce signal de mesure est appliqué au calcu- lateur CA qui, suivant une fonction préenregistrée J = F (Q) commande le débit de la pompe P'2. Le moteur principal M' est constitué par un moteur thermique M4 entraînant directement la deuxième pompe à débit variable P'2 et par l'intermédiaire d'un générateur G1 alimentant un moteur électrique M5 entraînant, d'une part, la première pompe P1, d'autre part la transmission à vitesse variable T'i. La transmission à vitesse variable T'l est constituée par un variateur de vitesse V2 commandé par le signal S1. Une opération de répandage à l'aide de la machine décrite ci-dessus sera faite à l'aide des figures 6A, 6B, 6C. Dans ces différentes figures, on a exagéré la largeur de la bande de pulvérisation réalisée par un ou plusieurs gicleurs lors du mouvement combiné d'avancement de la machine et de translation du chariot. En pratique, cette largeur de bande est relati- vement faible par rapport à la largeur de la surface 6 à traiter. Selon la figure 6A, pour une surface 6 à traiter (direction verticale selon la figure), la machine se déplace dans le sens de la flèche A et le chariot non représenté se déplace dans la direction perpendiculaire. On suppose qu'au début de l'opération, le chariot se trouvait contre le bord gauche 8 de la bande 6. Pour la vitesse d'avancement V et la vitesse de translation de chariot u, on obtient ainsi une bande Al, B1, Cl, D1, inclinée par rapport à la direction d'avancement A. Cette figure6A montre également en pointillés le déplacement de l'axe des gicleurs. Lorsque le chariot arrive au niveau du bord droit 7 de la surface 6, l'inverseur K1 (figures 4 et 5) inverse le sens d'alimentation du poteur M2 qui commande ainsi le déplacement en sens inverse du chariot 4 pDortant les gicleurs 5. La figure 6B montre la bande Pi, C1, El, D1 réalisée au cours de ce mouvement de droite vers la gauche du chariot 4 pendant l'avancement de la machine. Dans ces figures 6A et 6B, on a supposé que le point d'arrivée du bord inférieur de la bande de retour (figure 6B) coincide avec le point de départ D1 du bord supérieur de la bande réalisée au cours du mouvement de gauche vers la droite du chariot. Le respect de cette dispo- sition géométrique est nécessaire pour réaliser un épandage en double couche sans excédent comme cela sera explicité ci-après. La figure 6C montre le traitement de surface réalisé après plusieurs mouvements d'aller et retour. A cette figure, on a également représenté en pointillés la trace de l'axe vertical d'un gicleur. Cette trace souligne la conti- nuité du mouvement alternatif combiné è un mouvement d'avan- cement pour le gicleur. Cette figure 6C montre clairement que les bandes se recouvrent chaque fois par moitié réalisant ainsi un répandage parfait en double couche ou double recouvrement qui s'analyse comme suit. Si L est la largeur de la surface 6 à traiter, le temps que met le chariot à parcourir cette largeur est égal à T = L/u. Pendant ce temps T, la machine à parcouru la distance D= AB1 =V x T = V x(L/U). Les surfaces de balayage sont (Ai, BI, C1, D1) (B1, D1, El, C1) (D1, C1, G1, El) (Cl, El, Fi, G1). Pour avoir un double recouvrement par les jets sans débordement, il faut que la largeur du cône de pulvé- risation (Al, D1 ou B1, C1 ou D1, El ou C1, G1 ou El, FI) soit le double du déplacement de la machine pendant le temps compté, c'est-à-dire J = largeur du c6ne de pulvé- risation = 2D = 2(V x L/u). Pour un dosage imposé (en milligramme d'attraction au m2) le débit par gicleur est le suivant Q = dosage/4 le tout que multiplie D que multiplie L. En effet, dans l'exemple envisage, on effectue deux passes à recouvrement à l'aide de deux gicleurs. Il est également à remarquer que pour un gicleur de pulvérisation donné, la largeur J du cône de pulvérisation dépend d'une part, du débit Q et, d'autre part, de la hauteur de pulvérisation, c'est-à-dire de la distance entre le gicleur et la surface à pulvériser. Ces différentes considérations sont mises en oeuvre dans les deux modes de réalisation selon les figures 4 et 5. Dans le cas du schéma de la figure 4, la vitesse de déplacement du chariot, la hauteur des gicleurs et leur débit sont des constantes. Dans le mode de réalisation de la figure 5, pour que le dosage soit constant, il faut que: - première condition: le rapport Q/V soit constant, - deuxième condition: la largeur du jet soit constante J: 2L x V/u. Lorsque le débit Q varie, la perte de charge dans le circuit varie, ce qui entraîne une variation de pression et une modification de la largeur J du jet. Pour un gicleur donné et un produit de traitement, ayant une viscosité donnée, on peut déterminer expérimen- talement la courbe de la fonction J = f (Q) Cette fonction est introduite dans le calcu- lateur CA du mode de réalisation de la figure 5. REVENDICATIONS 1) Machine de répandage d'un produit liquide sur une surface, tel que du produit de cure sur des dalles en béton de ciment, caractérisée en ce qu'elle comporte un rail (3) transversal, réglable par rapport à la surface à traiter (6), portant un chariot (4) muni d'au moins un gicleur (5) alimenté en liquide de traitement par une pompe et entraîné en mouvement le long du rail (3). 2) Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend: - un moteur (M) d'entraînement pour commander l'avancement de la machine, - au moins un gicleur (5) pour répandre le produit, ce gicleur étant porté par un chariot (4) mû par un moyen de déplacement (M2, P2, P2', 16) transversalement à la direction d'avancement de la machine, - le gicleur (5) étant alimenté à partir du réservoir (R) par un moyen d'alimentation (P3, C3), - le moteur d'entraînement de la machine étant constitué par un ensemble de moteurs hydrauliques (ml-m4) alimentés en fluide hydraulique par une première pompe (P1), - le moyen de déplacement du chariot (4) portant le gicleur (5) est constitué par un moteur hydraulique (M2) commandant le déplacement du chariot (4) et recevant le fluide hydraulique d'une seconde pompe (P2, P'2) par l'intermédiaire d'un commutateur (K1), le moyen d'alimentation du gicleur (5) se compose d'une troisième pompe doseuse (P3) entraînée par une transmission à vitesse variable (T1, T'1), - un moteur principal (M, M') entraînant les trois pompes (P1, P2, P3) par l'intermédiaire de leur transmission respective. 3) Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le moteur principal (M) entraîne directement la première et la deuxième pompes (Pi, P2) et la transmission à vitesse variable (T1) de la troisième pompe (P3) est un circuit hydraulique composé d'une pompe à débit fixe (P4) entraînée par le moteur principal (M), un variateur de débit (Vl) de fluide hydraulique et un moteur hydraulique (M3), ce dernier étant relié à la troisième pompe (P3). 4) Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que la pompe doseuse (P3) est reliée à un réservoir d'alimentation (R) par l'intermédiaire d'une vanne à trois voies (V), l'une des voies étant reliée au gicleur (5) et l'autre en retour au réservoir (P), ainsi qu'un échangeur de chaleur (E, El) auquel est relié le circuit d'alimenta- tion du gicleur (5), cet échangeur de chaleur étant par ailleurs relié au moteur principal (M, M'). ) Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le moteur principal (M') se compose d'un moteur thermique directement relié à la deuxième pompe (P'2), ainsi qu'un générateur électrique (G1) relié à un moteur électrique (M5) à vitesse variable entraînant, d'une part, la première pompe (P1) et, d'autre part, la pompe doseuse (P3), cette dernière étant entraînée par l'intermédiaire d'un variateur de vitesse (T'i). 6) Machine selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comporte un tachymètre (T2) détectant la vitesse de rotation de la pompe doseuse (P3) (débit Q), ce tachymètre (T2) étant relié à un calculateur (CA) commandant le débit de la deuxième pompe (P'2).