Brevet FR2597948A1 — publié le 19871030

La présente invention concerne un dispositif mécanique à train d'engrenage épicycloldal, destiné à produire le mouvement alternatif vertical d'un pilon, au moyen d'un câble. Le mouvement engendré par le dispositif, comporte l'autoréglage de la longueur du câble nécessaire à la chute du pilon, d'après les variations de niveau du point de chute. Le dispositif concerne, et le pilon à compacter de la matière dans un caisson de pilonnage, et le pilon à forger ou à enfoncer des pilotis de fondation. A remarquer que les variations de niveau du point de chute du pilon sont ascendantes dans le cas du compactage, à cause de la matière versée en continu dans le caisson 10 de pilonnage. Elles sont descendantes dans les autres cas, à cause de l'écrasement des pièces à forger ou de l'enfoncement des pilotis. Actuellement, le pilon à forger ou à enfoncer les pilotis, est levé par un mécanisme à câble ou à courroie et le relâchement de ces derniers, permet la chute libre du pilon. La longueur du câble, nécessaire au levage 15 et à la chute libre du pilon, est réglée par un dispositif complémentaire au mécanisme de base. Quant au pilon actuel, servant à compacter de la matière dans un caisson de pilonnage, pour lequel l'invention présente un intérêt particulier, la phase de levage s'établit par un contact en rotation, de deux roues excentriques, prenant le pilon en sandwich, en appuyant sur une garniture de friction collée sur le corps du pilon. La phase de chute libre du pilon a lieu, lorsque les excentriques, dans leur rotation, se trouvent en retrait par rapport au pilon. Dans ce système, il y a usure des garnitures à friction, échauffement 25 et détérioration, dus à la pression importante et subite qui se produit au moment de la prise de contact de l'excentrique, en début de levage du pilon. Les excentriques sont des organes relativement complexes et doivent être de fabrication précise. Le profilé utilisé comme corps de pilon, doit être choisi dans une qualité présentant des écarts de fabrication admissible à 30 son utilisation. Une imprécision dans la conformation des excentriques peut perturber le fonctionnement du système en causant un retard ou une avance de la phase de levage du pilon. En cas d'avance, l'excentrique commence le mouvement de levage du pilon, lorsqu'il est encore en train de chuter et le compactage s'avèrera insuffisant. Le même disfonctionnement peut avoir 35 lieu, lorsque l'épaisseur du corps du pilon, résultant du collage des garnitures de friction, n'est pas strictement respectée. Pour permettre de vider le caisson de pilonnage de son contenu, le pilon doit être remonté et maintenu au-dessus du caisson. L'opération a lieu par la rotation normale des excentriques, effectuant leurs phases successives de levage, en alter40 nance avec l'action d'un frein de pilon, agissant au moment du mouvement de x retrait des excentriques, pour empêcher le pilon de chuter. Une pilonneuse se compose d'un chariot mobile sur rails comportant: moteur, éléments de transmission, arbres supports d'excentriques pour 3 à 4 pilons. En dessous du chariot, au droit des pilons, se situe le caisson de pilonnage. Sur le chariot est placé également un guidage de pilon, composé de rouleaux, disposés verticalement sur le passage du pilon, en le prenant en sandwich. La technique actuelle consiste, à atteler plusieurs chariots, pour obtenir un train de pilonneuses couvrant toute la longueur du caisson, dans le but de réduire le temps de pilonnage. Les espaces libres entre les pieds de pilon sont compactées, grâce au mouvement de translation alternatif, impliqué au train de pilonneuses, par un verin. Le dispositif selon l'invention, ne demande pas de précision de fabrication ni de montage. L'éventualité d'un levage prématuré du pilon est pratiquement nulle. La longueur du câble, nécessaire au fonctionnement, est 15 autoréglée, suivant la remontée du niveau du point de chute, dans le cas du compactage et suivant l'abaissement du point de chute dans le cas du forgeage. Il n'y a ni usure ni échauffement, car les roues dentées, composant le train d'engrenage, ne tournent pas entreelles, au moment o elles sont sous charge, durant le levage du pilon. La phase de levage du pilon se fait, 20 sans à-coups brusques sur le câble, par un mouvement progressif sinusoidal. Il n'y a pas nécessité d'adjoindre au système un frein pour la remontée du pilon au-dessus du caisson, le dispositif inventé pouvant fonctionner comme un treuil, lorsqu'on immobilise le porte-train d'engrenage. Le maintien du pilon au-dessus du caisson s'obtient par simple arrêt 25 du moteur du dispositif. Le pilonnage de l'espace libre,entre deux pieds de pilon, peut s'obtenir grâce à la flexion du câble, par le mouvement de translation alternatif, du seul guidage de pilons, monté sur galets, constituant un chariot allégé par la suppression des excentriques, de leurs arbres supports avec paliers et autres organes de transmission. L'utilisation du 30 dispositif inventé pour le forgeage, correspondra à un montage identique en installation, à celui du compactage, le pilon étant remplacé par le mouton de forge. Son utilisation comme pilon à enfoncer des pilotis de fondation sur chantier, ne demande que le changement de position des poulies de renvoi de câble et le remplacement du contrepoids par un tambour tendeur. 35 Dans tous les cas d'utilisation, la hauteur de levage du pilon est réglable par le changement de position de la poulie de renvoi du câble vers le contrepoids. De toute façon l'invention sera bien comprise, à l'aide de la description qui suit, en référence aux dessins annexés, représentant à titre non limitatif une forme d'exécution du dispositif, placé dans une vue simplifiée d'une installation. - La figure 1 représente une vue simplifiée du dispositif dans l'installation, le pilon se trouvant dans la position de fin de chute libre. - La figure 2 représente une vue identique, le pilon se trouvant en début de sa phase de levage. - La figure 3 représente une vue identique, le pilon amorçant sa chute libre. - La figure 4 représente une vue en coupe longitudinale du dispositif. -La figure 5 représente une vue simplifiée de l'utilisation du dispositif 10 pour un mouton de forge. -La figure 6 représente une vue simplifiée de l'utilisation du dispositif sur un engin de chantier, servant à enfoncer des pilotis de fondation. Le dispositif, représenté sur les dessins, est un train d'engrenage épicycloidal, se composant d'un porte-train(l), muni de paliers à roulements 15 recevant les arbres(2)et(3),sur lesquels sont montéesclavetées les roues dentées(4)et(5),la roue l'arbre(2).Le câble métallique(7),est enroulé sur la poulie 6),d'un nombre de spires nécessaires et suffisantes, en rapport avec la forme de la gorge, 25 afin d'assurer son adhérence. Le sens d'enroulement des spires du câble 7. sur la poulie(6)est en sens contraire de la rotation de l'arbre moteur_2. Le diamètre d'enroulement du câble"7)sur la poulie(6},est identique au diamètre primitif de la roue dentée[5).L'une des extrémités du câble.7, est maintenue sous tension par un contrepoidsk8),en passant par la poulie 30 de renvoi(9) tandis que l'autre extrémité, à laquelle est fixée le pilon, passe sur la poulie de renvoi(lO)0.Un tendeur à câble(llest monté à proximité de la poulie(lO),avant le renvoi du câble(7}vers le pilon. Le contrepoids(8)est maintenu dans un guidage(l2'.Un moto-réducteur qui supporte le dispositif en prolongement de l'arbre(2',petite vitesse, est monté sur une 35 plate-forme fixe, située au-dessus du caisson de pilonnage, tel que représenté sur les perspectives des figures 1 à 3. Considérons comme départ du cycle de fonctionnement, le cas représen par la figure 1, o le pilon se trouve en fin de chute libre. La roue dentée(4),qui est entrainée par la rotation de l'arbre(2)du motoréducteur, suivant le sens indiqué par le flèche sur la figure 1, provoque la rotation en sens inverse de la roue dentée(5)ainsi que de la poulie(6).Cette dernière, pendant sa rotation, exerce une traction, à la manière d'un tambour de treuil, sur le brin du cable(7Aauquel est attaché le pilon. Mais comme le porte-train(l)est mobile autour de l'axe(2),la mise en mouvement du levage du pilon ne peut se produire car la poulie(6), en enroulant le câble (7),se déplace périphériquement à la roue(4) jusqu'à la position représentée à la figure 2. Dans cette position, la poulie(6)s'étant approchée à la verticale du pilon, le cable(7)est mis sous tension du poids du pilon. A cet instant, le moment du couple résistant de la poulie(6)est égal au moment 10 du couple moteur de la roue(5). Avantageusement les deux rouesC4)et(5)se bloquent alors l'une contre l'autre. Du fait de ce blocage, le porte-train (1) à travers lequel passe l'arbre(3)solidaire de la roue(5)etcblapoul] (6) est entrainé vers le haut par la rotation de la roue(4).C'est la phase de levage du pilon. Lorsque la roue dentée(5)a passé le sommet de la roue dentée(4),durant la rotation en bloc de l'ensemble, elle tombe vers le bas en roulant sur la roue(4),sous l'effet du poids du pilon. C'est la phase de chute libre du pilon. Le sens d'enroulement du câble(7),sur la poulie\6), permet le déblocage de la roue(5)par rapport à la roue(4Ll'égalité des moments du couple résistant de la poulie(6)et du couple moteur de la roue 20 (5)étant rompue, lors du passage de la roue(5'au sommet de la roue(4).Le moto-réducteur cohtinuant à tourner, le cycle reprend. Pour amener le pilon en position fixe, au-dessus du caisson de pilonnage, Il suffit de bloquer le porte-train(l),lorsque le dispositif se trouve à la position de la figure 1, en faisant fonctionner le moteur d'entraînement. La 25 poulie(6),faisant fonction de tambour de treuil, lève le pilon en mouvement continu jusqu'à la position voulue au-dessus du caisson. De même, pour descendre le pilon au fond du caisson de pilonnage, afin de commencer le travail de pilonnage, il suffit d'inverser la rotation du moteur d'entraînement. L'invention n'est pas limitée à sa réalisation décrite, mais en couvre au contraire. toutes les variantes qui pourraient lui être apportées sans sortIr de son cadre, ni de son esprit. REVENDICATIONS 1) Dispositif mécanique à engrenages, destiné à produire le mouvement alternatif d'un pilon au moyen d'un câble dont la longueur nécessaire à la hauteur de chute libre du pilon est autorèglée, caractérisé en ce qu'il se compose d'un cadre (1) muni de paliers à roulements, à l'intérieur sont montés les arbres (2) et (3), recevant respectivement les roues dentées (4) et (5); à l'extérieur du cadre (1), en bout d'arbre (3) est montée la poulie à câble (6). L'ensemble de (1) à (6) est statiquement équilibré autour de l'arbre (2) qui est monté en prolongement d'un arbre petite vitesse d'un moto-réducteur. Sur la poulie (6) est enroulé le câble (7), dont une extrémité à laquelle est fixé le contrepoids (8), passe sur la poulie de renvoi (9), à position verticale rêglable, l'autre extrémité, à laquelle est fixé le pilon, passe sur la poulie de renvoi (10) et le tendeur (11). L'ensemble est monté sur poste fixe. 15 2) Dispositif selon revendication 1, caractérisé en ce que les roues dentées (4) et (5), ainsi que la poulie (6), sont montées clavetées sur les arbres (2) et (3). 3) Dispositif selon revendication 1, caractérisé en ce que la forme de la gorge de la poulie (6), correspond à celle en usage sur les poupées de trainage, bien connue en soi, et servant à faire glisser vers le centre de la gorge, les spires d'enroulement du câble (7) chaque fois qu'elles se déplacent, pendant la rotation de la poulie (6), vers le bord de cette dernière. 4) Dispositif selon revendication 1 et 3 caractérisé en ce 25 que le sens d'enroulement du c&ble (7) sur la poulie (6), est en sens contraire de la rotation de l'arbre moteur (2). ) Application du dispositif selon l'une ou l'autre des revendications précédentes, comme treuil de levage du pilon, en position de repos, au-dessus de la zone de travail. 6) Application du dispositif selon revendication 5, comme frein de pilon par arrêt du moteur, pour le maintien du pilon en position de repos, au-dessus de la zOne de travail. 7) Dispositif selon revendication 1, caractérisé par son montage en poste fixe indépendant du chariot de guidage des pilons, 35 permettant grâce a la souplesse du câble (7), le mouvement de translation du chariot de guidage des pilons. 8) Dispositif selon revendication 1, caractérisé en ce que le changement de position de la poulie de renvoi (9) permet le changement de la hauteur de chute libre du pilon.