Brevet FR2607096A1 — publié le 19880527

VEHICULE UTILITAIRE AUTOMOTEUR POUR CANALISATIONS La présente invention concerne un véhicule utilitaire automoteur destiné à se déplacer dans des cavités cylindriques allongées telles que des tuyauteries, par exemple des canalisations d'égout. Les sous-sols de toutes les villes modernes ainsi que les écoulements des immeubles sont occupés par de très nombreux réseaux de tuyauteries et notamment des réseaux de canalisations d'égout. Ces dernières, étant donné la nature des matériaux qui sont susceptibles d'y circuler, sont amenées à s'encrasser et doivent être entretenues et nettoyées régulièrement. A l'heure actuelle, ces nettoyages sont généralement effectués à l'aide de lances ou fusées à eau de très grande puissance que l'on fait progresser dans les canalisations. Ce procédé ne donne pas pleine satisfaction pour de nombreuses raisons. En particulier, il exige une consommation d'eau importante ; il est mal approprié à être utilisé en période de gel enfin, les dépôts qui peuvent se former à l'intérieur d'une canalisation d'égout sont souvent très durs, par exemple des concrétions calcaires et des pierres précipitées dans les égouts par les orages de pluie que même un jet d'eau de très grande puissance ne peut faire sauter ou fait sauter seulement très lentement , de même l'élimination de racines d'arbres susceptibles d'avoir pénétré dans la canalisation est impossible. Ainsi un objet de la présente invention est de prévoir un véhicule automoteur apte à se déplaçer dans une canalisation avec une force d'adhérence importante. Pour atteindre cet objet, la présente invention prévoit un véhicule utilitaire automoteur destiné à se déplacer dans des cavités cylindriques comprenant au moins un ensemble de roulement avant et un ensemble de roulement arrière, chacun de ces ensembles comprenant des éléments de roulement, l'axe de chaque élément de roulement étant perpendiculaire à la direction de déplacement caractérisé en ce que chaque ensemble de roulement comprend au moins trois éléments de roulement embrassant un secteur angulaire supérieur à 1200 dans un plan perpendiculaire à la direction d'avancement. La présente invention sera exposée ci-après essentiellement dans le cadre d'une application au nettoyage de canalisations d'égout mais il clair qu'un véhicule automoteur selon la présente invention, bien adapté à se déplacer dans des cavités cylindriques, pourra être utilisé à d'autres applications. Par exemple, il pourra servir de support à une lance à incendie, porter des matériels d'inspection ou de traitement, transporter des charges lourdes, se déplacer dans des cavités à fortes pentes et même verticales ou changeant d'orientation. telle qu'une cavité torique disposée dans un plan vertical, creuser des tunnels... Ces objets, caractéristiques et avantages de la présente invention seront exposés plus en détail, dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite en relation avec les figures jointes parmi lesquelles la figure 1 est une vue en perspective cavalière très schématique d'un dispositif selon la présente invention la figure 2 représente une vue arrière très schématique d'un véhicule selon la présente invention disposé dans une canalisation la figure 3 représente une vue arrière très schématique d'une variante d'un véhicule selon la présente invention disposé dans une canalisation ; et les figures 4A et 4B représentent des exemples d'outils adaptables à un véhicule selon la présente invention. Le véhicule utilitaire tel que représenté très schématiquement en figure 1 comprend un premier ensemble de roulement classique à quatre roues 1, 2, 3, 4, les deux roues 1 et 2 étant montées sur un essieu 5 que l'on appellera ci-apres essieu inférieur arrière et les deux roues 3 et 4 étant montées sur un essieu 6 que l'on appellera essieu inférieur avant. Selon l'inven tion, le véhicule comprend également à sa partie supérieure un second ensemble de roulement comprenant quatre roues 11, 12, 13, 14, les deux roues 11 et 12 étant montées sur un essieu 15 que l'on appellera ci-après essieu supérieur arrière et les deux roues 13 et 14 étant montées sur un essieu 16 que l'on appellera essieu supérieur avant. Ces essieux sont fixés par des paliers à des longerons verticaux 17 d'un chassis comprenant des longerons horizontaux 18. La figure 2 représente une vue de l'carrière d'un véhicule selon l'invention dans une canalisation 20. On peut voir dans cette vue les roues arrières inférieures 1 et 2 et les roues arrières supérieures 11 et 12. On peut voir que ces roues viennent en appui contre les parois de la canalisation 20. Cet appui est réalisé de deux manières. D'une part les dimensions d'ensemble du véhicule sont prévues pour s'adapter à une certaine gamme de dimensions de canalisation. D'autre part, des moyens spécifiques mentionnés ci-après sont prévus pour adapter le contact presseur quand les dimensions de la canalisation sont plus grandes que les dimensions du véhicule. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, les roues 1 à 4 et 11 à 14 du véhicule sont munies de pneus dilatables dont les dimensions varient quand la pression interne d'air augmente. Ainsi, l'ensemble des pneus est relié à une arrivée d'air qui permet de modifier de façon adaptée la pression d'air dans les pneus. Ceci s'applique tout particulièrement aux canalisations égout qui, bien qu'ayant une dimension normalisée, sont susceptibles de variations autour de ces dimensions, soit par construction, soit en raison d'un encrassement. D'autres moyens pour assurer le réglage de l'écartement des roues et l'exercice d'une force pressante contre les parois peuvent être des vérins hydrauliques ou des ressorts. Selon une variante de réalisation de l'invention, les roues sont des roues dentées pleines ou servent de support à des chenilles. On pourra alors prévoir dans les longerons verticaux du chassis du véhicule des vérins hydrauliques ou de- ressorts permettant de régler l'écartement entre les roues. Selon un autre aspect de la présente invention il est préw de mouvoir le véhicule, par exemple en entraînant les roues arrière. Pour éviter de dégager toute vapeur polluante ou asphyxiante à l'intérieur d'un égout, et éviter toute source d'énergie susceptible de provoquer des déflagrations, on peut prévoir d'actionner les roues par l'intermédiaire d'un moteur à air réversible 30 (figure 1).Ce moteur, fera par exemple tourner un arbre 31, monté par des paliers sur les longerons verticaux arrière 17, qui entraîne directement par un système 32 à chaîne et roues dentées l'essieu 5 et, par l'intermédiaire d'un engrenage inverseur 33 et d'un deuxième système 34 à chaîne et roues dentées, l'essieu 15 en sens inverse pour que les roues arrière inférieures 1 et 2 et les roues arrière supérieures 11 et 12 permettent l'entraînement du véhicule dans une direction donnée ou dans la direction inverse. Bien entendu, on pourra également prévoir un couplage entre les essieux avant et arrière, inférieurs et supérieurs, respectivement, pour obtenir un véhicule dans lequel toutes les roues seraient motrices.Cette motricité d'au moins un essieu inférieur et supérieur permet d'assurer une force d'avancement notable en évitant un patinage des roues ce qui est particulièrement utile à une progression dans un milieu tel qu'un égout dans lequel les parois sont susceptibles d'être visqueuses ou glaireuses. Pour une application du véhicule selon la présente invention au nettoyage d'égouts, on pourra munir le véhicule à sa partie avant d'une tarière de diamètre sensiblement égal à celui de la canalisation comprenant un arbre disposé selon l'axe de symétrie longitudinal du véhicule, fixé au chassis par des paliers appropriés et entraîné par un moteur qui sera de préférence également un moteur à air. Ceci permet de détacher de façon efficace les dépôts susceptibles de se former sur les parois internes d'une canalisation d'égout avec une efficacité bien plus importante qu'un jet d'eau. Un jet d'eau pourra par contre être utilisé en complément pour enlever les débris résultant de l'action de la tarière.Une fois'l'ouvrage de décapage et de n-ttoyage réalisé par la tarière, le véhicule pourra être entraîné vers l'arrière par inversion du sens de rotation des roues par exemple en appliquant une deuxième entrée d'air au moteur à air 30. Alors qu'un système comprenant deux ensembles de roulement à deux essieux a été décrit précédemment, l'un ou l'autre de ces ensembles de roulement peut comprendre plus de deux essieux. D'autre part, il est clair que l'invention a été décrite seulement de façon extrêmement schématique et est susceptible de nombreuses variantes. Notamment le chassis a été représenté sous forme d'un parallélépipède rectangle et l'homme de l'art de la construction automobile saura construire des chassis et des carosseries appropriés aux contraintes à supporter et ne dépassant pas du contour extérieur des roues. De même l'entraînement simplifié à engrenage, chaîne et roues dentées pourra être remplacé par divers entraînements classiques à un ou plusieurs moteurs, par exemple à air, à explosion, diesel ou électrique. Un exemple d'une telle variante de structure est illustré en figure 3 qui représente une vue de l'arrière d'un véhicule selon l'invention engagé dans une canalisation de façon analogue à la figure 2. Les roues arrière montées sur deux essieux parallèles dans le mode de réalisation de la figure 2 sont main- tenant montées sur quatre essieux présentant l'un par rapport à l'autre des axes de rotation perpendiculaires comme cela est illustré. Les roues sont désignées par les références 41, 42, 43 et 44, la canalisation par la référence 20 et un chassis 45 est représenté très schématiquement sous la forme d'un cylindre portant les axes des roues.Au lieu de prévoir quatre roues, on notera qu'un système à trois roues serait suffisant, l'-important étant que ces roues couvrent ensemble un secteur angulaire supérieur à 1802 pour caler le véhicule dans la canalisation et permettre d'exercer une force d'adhérence. Lors d'un déplacement du véhicule dans une canalisation, celui-ci traînera des conduites d'air comprimé reliées à un compresseur disposé à l'extrémité d'introduction ou au voisinage de celle-cl. Dans le mode de réalisation décrit, on prévoira une première conduite pour entraîner le moteur 30 dans un premier sens, une deuxième conduite pour l'entraîner dans un deuxième sens et une troisième pour entraîner le moteur de la tarière. On pourra également prévoir une liaison de télécommande permettant d'actionner des servo-mécanismes dans le véhicule. Eventuellement des moteurs indépendants peuvent être prévus pour entraîner indépendamment un ou plusieurs essieux ou roues. L'invention a été exposée essentiellement dans le cadre d'une application au nettoyage d'égouts. On notera qu'elle pourra être employée dans de nombreuses autres applications où l'on souhaite déplacer un véhicule dans une conduite en lui permettant éventuellenent de résister à une force importante s'opposant à son avancement telle que celle de la tarière 40. Ce véhicule pourra être utilisé pour dégager une canalisation complètement obstruée. Par exemple, pour- réaliser un tunnel, on pourra enfoncer un cylindre dans la terre puis, ensuite, après avoir effectué une ouverture d'amorçage, faire agir un appareil selon la présente invention pour éliminer la terre accumulée dans le cylindre. Ce véhicule pourra également être utilisé pour une inspection de canalisation comme support de caméra, ou également pour porter uniquement une lance à eau ou tout autre dispositif. L'adhérence du véhicule selon la présente invention aux parois de la canalisation lui permettra de se déplacer quelle que soit la pente de la canalisation, et même dans des canalisations verticales telles que des colonnes de chute. Les figures 4A et 4B illustrent des exemples d'outils disposables à l'avant d'un véhicule selon la présente invention pour un nettoyage de canalisation ou un creusement de cavité La figure 4A représente très schématiquement une vue en coupe d'une tarière classique 50 à pas hélicoldal. On notera que, si l'on utilise une tarière de ce type, quand celle-ci est entrai- née en rotation, elle tend à faire avancer le véhicule. Ainsi, dans des versions simplifiées du dispositif selon l'invention, par exemple pour le nettoyage de canalisations de petites sections (de diamètre compris entre quelques dizaines de millimètres et quelques centaines de millimètres), on pourra ombre les moyens moteurs agissant sur les roues.Les ensembles de roulement sont alors en roue libre et l'avancement du véhicule lors du fonctionnement de la tarière est assuré par la rotation de celle-ci mue par un moyen moteur de la façon précédemment indiquée. Le rappel du véhicule pourra être assuré par traction sur un câble entraîné par celui-ci, par exemple le câble d'amenée d'air sous pression dans le cas où la tarrière est entraînée par un moteur à air. Il est également possible de prévoir une tarrière dirigée vers l'avant et une autre dirigée vers l'arrière, cette derniére servant à parfaire le décapage et à ramener le véhicule quand elle est actionnée. La figure 4B représente un exemple d'outil de décapage pouvant être actionné par le véhicule selon la présente invention. Cet outil comprend un arbre 60 disposé sensiblement selon l'axe longitudinal du véhicule. Cet arbre porte une chaîne 61 reliée d'une part à un point fixe 62, d'autre part à un point mobile 63, ce point mobile étant par exemple lié à un collier 64 fixable sur l'arbre à des positions choisies par une vis 65. Ceci permet de former un outil de décapage adapté à des canalisations de plusieurs dimensions. D'autre part, bien que la figure 4B ne montre par souci de simplicité qu'une chaîne fixée à un arbre 60, on pourra prévoir plusieurs chaînes en parallèle et/ou en série sur cet arbre. Un autre exemple d'outil, non représenté dans les figures, utilisable pour creuser des tunnels consisterait en une tarière, par exemple du type de celle de la figure 4A, derrière laquelle serait disposé un cylindre longitudinal de stockage de terre. Le véhicule, une fois ce cylindre rempli. serait ressorti en marche arrière pour vider ce cylindre et l'opération serait répétée. Etant donné le caractère modulaire des véhicules selon la présente invention, on pourra prévoir, quand une force d'avancement particulièrement importante doit être appliquée à un outil porté par un véhicule ou à des charges transportées, de disposer plusieurs véhicules en série mus indépendamment pour coopérer entre eux, de même que l'on peut utiliser plusieurs locomotives pour entraîner un train. REVENDICATIONS 1. Véhicule utilitaire automoteur destiné à se déplacer dans des cavités cylindriques comprenant au moins un ensemble de roulement avant (3, 4, 13, 14) et un ensemble de roulement arrière (1 ,2 , 11, 12 ; 41 à 44), chacun de ces ensembles comprenant des éléments de roulement, l'axe de chaque élément de roulement étant perpendiculaire à la direction de déplacement, caractérisé en ce que chaque ensemble de roulement comprend au moins trois éléments de roulement embrassant un secteur angulaire supérieur à 180 > dans une direction perpendiculaire à la direction d'avancement. 2. Véhicule utilitaire automoteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il porte vers l'avant une tarière (50) mue en rotation par un moyen moteur. 3 Véhicule utilitaire automoteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite tarière assure en outre le déplacement du véhicule. 4. Véhicule utilitaire automoteur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins un moyen moteur entraînant au moins un élément de roulement de l'un des ensembles de roulement. 5. Véhicule utilitaire automoteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les éléments de roulement sont des roues portant des pneus gonflables dilatables. 6. Véhicule utilitaire automoteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les éléments de roulement sont des roues pleines dentées ou servent de support à des chenilles et en ce qu'il est prévu des moyens pour ajuster la distance entre les éléments de roulement et i'axe longitudinal du véhicule de façon à assurer une adhérence contre les parois de la cavité cylindrique dans laquelle se meut le véhicule. 7- Véhicule utilitaire automoteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens pour ajuster. distance sont des vérins hydrauliques. 8. Véhicule utilitaire automoteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens pour ajuster la distance sont des ressorts. 9. Véhicule utilitaire automoteur destiné à se déplacer dans des cavités cylindriques comprenant un premier ensemble de roulement muni d'au moins quatre roues (1, 2, 3, 4) parallèles entre elles montées sur deux essieux parallèles (5, 6), caractérisé en ce qu'il comprend en outre - un deuxième ensemble de roulement muni d'au moins quatre roues (11, 12, 13, 14) parallèles entre elles et montées sur deux essieux (15 16) parallèles entre eux et parallèles aux premiers essieux, aucun élément du véhicule ne faisant saillie en dehors d'un cylindre d'axe parallèle à la direction d'avancement du véhicule et tangent extérieurement à toutes les roues et - des moyens moteurs (30) commandables à distance pour mouvoir simultanément au moins un essieu de chaque ensemble de roues. 10. Véhicule utilitaire automoteur selon l'une quelconque des revendications 1 et 4 à 9, caractérisé en ce qu'il porte vers l'avant et sensiblement selon l'axe de symétrie longitudinal du véhicule un arbre (60) portant des chaînes (62) fixées en au moins deux points de cet arbre, l'un des points de fixation (63) étant réglable.