Brevet FR2590292A1 — publié le 19870522

MACHINE A FLECHE COULISSANTE POUR LA REALISATION DE TRANCHEES OU LE DRAINAGE DU SOL La présente invention concerne une machine pour la réalisation de tranchées dans le sol, utilisée sous le nom de draîneuse en agriculture et de trancheuse pour les travaux publics. Dans la description ci-après, le mot "trancheuse" doit être pris dans son sens le plus général et s'ap- plique quelle que soit la puissance du moteur qui anime la machine. Il englobe donc aussi les machines appelées draîneuses. On sait que le principe général de telles ma- chines découle de celui des excavatrices. Il est connu que dans les trancheuses l'organe de creusement est constitué essentiellement d'un bâti- support, d'une flèche de creusement, d'une cha ne de creusement et d'un dispositif d'évacuation des terres. On connaît deux systèmes principaux. Selon un premier système qui a le mérite de la simplicité, la flèche de creusement bascule dans un plan vertical autour de l'arbre de transmission princi- pal qui corrmande l'entrainement de la chaine de creu- sement. C'est par son basculement plus ou moins prononcé, c'est-à-dire par son angle d'attaque par rapport au sol, que la profondeur de travail se règle. Cette solution a le privilège de conduire à une structure simple de la flèche de creusement, mais elle présente de nombreux inconvénients, plus particulière- ment à faible et moyenne profondeur de creusement. En effet, dans ce cas, la flèche fait un angle très faible par rapport à l'horizontale, et le point de contact de la chaîne de creusement avec le sol se trouve reporté loin en arrière du véhicule. Il en résulte le déséquilibre de l'ensemble de la machine. En outre, une grande longueur de la cha ne de 2 2590292 creusement est en contact avec le front d'attaque, ce qui induit un effort résistant important dû aux frot- tements. Corrélativement il s'ensuit une usure prématurée de la chaîne et une sollicitation mécanique importan- te, tant du point d'articulation de la flèche que du système de contr8le de la profondeur de creusement. D'autres inconvénients apparaissent encore. Il s'agit plus particulièrement du contrôle de la profondeur de creusement rendu délicat par les ré- percussions du relief sur un bras de levier important maintenu en porte à faux. Le porte à faux de la flèche de creusement crée en outre un balayage dans les courbes et tend à les accentuer. Tous ces inconvénients concourent à la fragilité mécanique de l'ensemble de creusement. Selon un autre système, sophistiqué, celui utili- sé plus particulièrement sur les draineuses, la flê- che de creusement fixée sur un parallèlogramme déforma- ble bascule dans un plan vertical, et attaque le sol, loin derrière le véhicule porteur. Ce système offre l'avantage appréciable de per- mettre le réglage séparé de l'angle d'attaque de la flèche et de la profondeur de creusement. Mais il présente les mêmes inconvénients que ceux du système décrit plus haut, concernant notanTnent le porte à faux. En outre, le parallèlogramne est d'une structure complexe comportant de nombreux axes d'articulation et des vérins. Ces articulations sont soumises à la résul- tante des forces appliquées à la flèche et par consé- quent à une grande fatigue. Enfin, lorsqu'il s'agit de creuser une tranchée de faible ou moyenne profondeur, le parallèlograrrme est situé très haut par rapport au sol. Il en résulte que son centre de gravité s'éloigne 3 2590292 du sol, ce qui contribue au déséquilibre de l'ensemble de creusement. La fragilité due à la cinématique utili- sée nécessite le renforcement de la structure, donc l'alourdissemnt de l'ensemble. La présente invention vise à pallier ces inconvé- nients et à assurer un contrôle parfait de l'angle d'attaque de la flèche de creusement par rapport au sol, et de la profondeur de creusement. L'invention assure ainsi l'optimisation des ren- dements et la diminution de l'effort résistant, quelle que soit la nature du terrain, la profondeur de creuse- ment ou l'angle d'attaque de la chaîne de creusement. Cette optimisation est obtenue grâce à la géomé- trie de l'équipement qui permet de régler séparément la profondeur de creusement et l'angle d'attaque de la chaîne de creusement. Il en découle une grande simplicité du système qui est compact et robuste, le maintien de l'équilibre de la machine trancheuse, quelle que soit la position de la flêche de creusement, ainsi que l'abaissement du centre de gravité. Suivant l'invention, la machine destinée à creu- ser des tranchées ou à drainer le sol, comprenant un véhicule porteur assurant la propulsion., un bâti- support, une chaîne de creusement et un dispositif d'évacuation des terres est caractérisé en ce que la flêche de creusement se déplace verticalement dans un bâti formant fourreau fixé à l'arrière ou à l'avant du véhicule porteur, dans le prolongement de son chassis. Ainsi, la flèche de creusement peut être plus ou moins enfonçée dans le sol. Selon un mode de réalisation préféré, le fourreau est articulé dans un plan vertical en un point situé -à l'arrière ou à l'avant du véhicule porteur par un moyen d'actionnement qui de manière préférée est un vérin hydraulique. 4 2590292 Ainsi, la chaîne de creusement peut être incli- née vers l'avant ou vers l'arrière du véhicule porteur. La flèche se déplace dans le fourreau, de préfé- rence, à l'aide d'un système à vis et crémaillère. De cette façon, un contrôle de la profondeur de la tranchée est réalisé. Bien entendu, le moyen de déplacement vertical peut revêtir tout autre forme. L'invention s'applique également au cas o le déplacement vertical serait assuré par un système à vis et écrou, un vérin hydrau- lique ou électrique, ou bien encore par cable et cabes- tan. On peut aussi envisager de transférer l'énergie nécessaire à l'ensemble, tant pour l'entrâinement de la chaîne de creusement que pour la localisation des organes, à l'aide d'une transmission hydrostatique. Ainsi, les mouvements de la flèche de creusement sont plus souples et la vitesse de rotation de la chaîne de creusement peut être réglée de manière continue, ce qui est très important pour l'efficacité d'un outil de coupe. Il en résulte une simplification de l'organisation des mécanismes tels que moteur ther- mique, pompe hydrostatique à cylindrée variable et moteur hydrostatique, qui ne sont alors reliés que par des flexibles. Dans ce mode de réalisation préféré, le disposi- tif de coulissement de la flèche comporte un système électromagnétique de blocage de sa course. Ainsi, la flèche est maintenue dans la position choisie, ce qui détermine la profondeur de creusement. D'autres particularités de l'invention résulte- ront encore de la description qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs on a figuré les modes de réalisation. Les figures 1 et 2 sont les vues en élévation d'une trancheuse de l'art antérieur avec représentation de la coupe de tranchées de profondeurs différentes mettant en évidence l'importance du porte à faux de la flèche de creusement. La figure 3 est une vue en élévation d'une flê- che de creusement à parallèlograrrme de l'art antérieur, mettant en évidence un porte à faux considérable. Les figures 4,5 et 6 sont les vues en élévation, partiellement représentées de la position de la flêche selon l'invention en fonction des différentes profon- deurs de creusement. La figure 7 est une vue en élévation de la flê- che en position de transport. La figure 8 est la vue en perspective de la flèche de creusement. La figure 9 est une vue en coupe du dispositif de coulissement. La figure 10 est la vue en élévation de la flê- che avec arrachements partiels. La figure 11 est une vue en élévation de la flèche selon un mode de réalisation particulier. La figure 12 est une vue en élévation d'une trancheuse à chenilles entre lesquelles est disposée la flèche de creusement constituant un ensemble compact sans porte à faux. La figure 13 est une vue en élévation montrant la différence d'encombrement entre une flêche de creuse- ment selon l'invention et une flèche de l'art anté- rieur. La figure 14 est une vue en élévation et en coupe partielle d'un dispositif de coulissement par pignons munis de freins hydrauliques ou électro-magnétiques Dans le mode de réalisation préféré décrit en référence aux figures 4 à 7, on voit une trancheuse du genre considéré comprenant un véhicule porteur 22 assu- rant la propulsion, un bâti formant fourreau 20, une flêche de creusement 21 se comportant comme un coulis- seau, une chaîne de creusement 23 et un vérin hydrau- lique 30. En référence à la figure 4, on voit que le bâti est articulé dans le plan vertical., sur le chassis 22 en un point 31 situé à l'arrière du véhicule. Cette articulation est complétée par un vérin hydraulique 30 dont une des extrémités est fixée au fourreau 20 et l'autre extrémité au chassis 22. En référence à la figure 8, on voit un ensemble de creusement du genre considéré comprenant un fourreau muni de deux points d'articulation 31 situés sue le chassis du véhicule porteur (non représenté sur cette figure), d'un patin de forme arquée 32 articulé sur le fourreau 20 en un point 33 et relié à l'une des extré- mités d'un vérin hydraulique 34 dont l'autre extrémité est elle-même fixée au fourreau 20. On voit également un vérin hydraulique 30 dont l'une des extrémités est fixée au fourreau 20 et dont l'autre extrémité est reliée au chassis du véhicule porteur, une flêche 21 supportant en son extrémité supérieure un engrenage 24 qui entraife une chaîne de creusement 23 guidée par un galet 35 disposé à la partie inférieure de la flê- che 21, un engrenage d'entraînement 24, un moto-réduc- teur à transmission hydrostatique 25 muni de ses flexi- bles d'alimentation, un cable 26 passant sur les pou- lies 28 disposées sur les extrémités internes supé- rieure et inférieure de la flèche 21, les extrémités du cable 26 étant amarrées en un point 29 situé sur la face latérale interne du fourreau 20 opposée à celle sur laquelle est fixé un cabestan 27, le cable s'enrou- lant sur le cabestan 27 mu par un moteur d'un type connu non représenté. En référence à la figure 10, le coulissement de la flèche 21 dans le fourreau 20 est corrmnandé par un dispositif d'actionnement à vis et crémaillère 40, 41, 42, représenté sur la figure 10, donnant à la flèche 21 une certaine liberté de déplacement vers le haut et vers le bas. Les effets et les avantages de cette réalisation sont les suivants. En fonctionnement, la trancheuse se comporte conmme les trancheuses à chaîne du même genre, la flèche 21 s'enfonçant à volonté dans le sol. Pour modifier la profondeur de la tranchée, la flèche 21 coulisse dans le bâti formant fourreau 20, dans un plan vertical par rapport au sol, grâce à un dispositif, représenté en figure 10, comportant une vis actionnée par un moto-réducteur mécanique électrique ou hydraulique 41 qui engrène sur la crémaillère 42 solidaire de la flèche 21. Ainsi, selon le sens de rotation de la vis 40, la flèche 21 monte ou descend. Dans une première variante, représentée en figure 11, la flèche 21 coulisse dans le bâti formant four- reau 20, sous l'effet d'un vérin hydraulique ou élec- trique 50, qui en règle la hauteur par rapport au sol. Dans une seconde variante représentée sur la figure 8, la flèche 21 se déplace verticalement dans le bâti formant fourreau- 20, grâce à 'un dispositif d'actionnement à cabestan 27 mu par un moteur hydrauli- que ou électrique d'un modèle connu non représenté, sur lequel s'enroule un cable 26. Le cable amarré par ses extrémités sur le bâti formant fourreau en un point 29 situé sur le côté de bâti opposé à celui sur lequeL est fixé le cabestan 27, passe sur les poulies 28 situées aux extrémités inférieure et supérieure de la flèche 21. Ainsi, selon le sens de rotation imprimé au ca- bestan 27, la flèche 21 peut monter ou descendre, fixant ainsi la profondeur de creusement. - Pour modifier l'angle d'attaque de la chaîne 23 par rapport au sol, le fourreau 20 décrit dans un plan vertical un arc de cercle ayant pour centre le point d'articulation 31, sous l'effet du vérin hydraulique 30. Ainsi, la flèche 21 peut être à volonté mainte- nue verticale ou inclinée soit vers l'avant, soit vers l'arrière du chassis 22. Ce dispositif est de préférence destiné aux tran- cheuses de forte puissance. Cette figure 8 illustre la présence d'un patin 32 0 qui, fixé d'une part au fourreau 20 en un point 33 et à le vérin 34 d'autre part, sert d'appui au sol pour le fourreau 20. Elle représente également la transmission hydrostatique 25 du pignon d'entraînement 24 de la chaîne 23, alimentée par des flexibles. Dans une autre variante encore, représentée en figure 14,-le système de coulissement comporte un bâti formant fourreau 20, une flèche 21, deux pignons libres et 61 solidaires du fourreau 20 et disposés de part et d'autre de la flèche 21 munis de freins électro- magnétiques ou hydrauliques à commande sélective (non représentés), un pignon 24 situé à l'extrémité supé- rieure de la flèche 21, entrâinant la chaîne 23 dans le sens des aiguilles d'une montre. Ainsi, lorsque le pignon 60 est freiné, la flê- che 21 descend et à l'inverse, lorsque le pignon 61 est frêiné, la flèche 21 monte. Bien entendu, le système électromagnétique de blocage de la flèche 21 dans le fourreau 20 est préa- lablement relâché pendant les opérations de freinage. Il est clair que l'invention ne reste pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus et on peut y apporter des variantes d'exécution. Ainsi, par exemple, le déplacement de la flèche 21 dans le fourreau 20 peut être assuré par un système non représenté comportant une vis solidaire de la flê- che 21, un moteur d'entraînement de la vis et un écrou solidaire du fourreau 20. Selon le sens de rotation donné à la vis, la flèche 21 peut monter ou descendre librement dans le fourreau 20, et la profondeur de creusement se trouve ainsi réglable. Il est également entendu que la transmission du mouvement d'entraînement à la chaîne de creusement peut être assurée par une transmission hydrostatique connue en soi. Enfin, il va de soi, bien qu'on ait représenté une trancheuse à corrmnande manuelle, que l'invention s'applique aussi aux trancheuses à réglage automatique de la profondeur de creusement ou de l'angle d'attaque du sol. 2590292 REVENDICATIONS 1.- Machine destinée à creuser des tranchées ou à drainer le sol, comprenant un véhicule porteur (22) assurant la propulsion, un bâtisupport, une fleehe de creusement (21) et un dispositif d'évacuation des terres, caractérisée en ce que la flèche de creusement (21) se déplace verticalement dans un bâti formant fourreau (20) fixé sur le véhicule porteur (22) dans le prolongement de son châssis. 2.- Machine selon la revendication 1, caractéri- sée en ce que le bâti formant fourreau (20) est arti- culé dans le plan vertical passant par son point de fixation (31) au chassis du véhicule porteur (22). 3.- Machine selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la flèche de creusement (21) se déplace verticalement à l'intérieur du bâti formant fourreau (20) à l'aide d'un système moto-réducteur (41) à vis (40) solidaire du fourreau (20) engrenant sur une crémaillère (42) disposée au long de la flèche (21). 4.- Machine selon la revendication 2, caractéri- sée en ce que le pivotement du bâti formant fourreau (20) autour de son point d'articulation (31) est assuré par un vérin hydraulique ou électrique (30). 5.- Machine selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisée en ce que le mouvement de coulissement de la flèche (21) dans le bâti formant fourreau (20) est assuré par un vérin hydraulique ou electrique (50), dont l'une des extrémités est fixée sur la partie haute de la flèche (21) et l'autre extrémité est solidaire du fourreau (20). 6.- Machine selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le mouvement de la flèche (21) dans le bâti formant fourreau (20) est provoqué par un moyen comportant un cabestan (27), actionné par un moteur hydraulique ou électrique, sur lequel s'enroule un cable (26) amarré par ses extrémités sur le bâti il 2590292 formant fourreau (20) en un point (29) situé sur le côté de bâti (20) opposé à celui sur lequel est fixé le cabestan (27), et passant sur des poulies (28) disposées aux extrémités internes inférieure et supé- rieure de la flèche (21). 7.- Machine selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisée en ce que le bâti formant fourreau (20) comporte sur ses faces latérales internes des freins électromagnétiques qui agissant sur les faces correspondantes de la flèche (21) en assurent le blocage à la profondeur choisie. 8.- Machine selon l'une des revendications précé- dentes caractérisée en ce que le moyen de coulissement vertical comprend un bâti format fourreau (20), une flèche (21), deux pignons libres (60) et (61) soli- daires du fourreau (20) et disposés de part et d'autre de la flèche (21) munis de freins électro-magnétiques ou hydrauliques à corrmande sélective, un pignon (24) situé à l'extrémité supérieure de la flèche (21) en- traînant la chaîne (23) 9.- Machine selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisée en ce qu'elle dispose d'un patin d'appui au sol de forme arquée (32) articulé en un point 33 sur le fourreau (20) et muni d'un vérin (34) solidaire du fourreau (20).