Brevet FR2606431A1 — publié le 19880513

Dispositif et Procédé de Dose de blocs en file L'invention concerne les dispositifs et procédés pour mettre en place des blocs, généralement en béton, sur un lit de réception et les aligner suivant une file. Elle trouve une application particulièrement importante dans la mise en place de blocs sur un lit de béton frais pour constituer une bordure de trottoir, incorporant éventuellement le caniveau. On a déjà proposé diverses machines de mise en place de bordure de trottoirs. La plupart comportent simplement un élément destiné à araser le lit de réception au niveau approprié et un canal pour guider la descente des blocs successifs de façon qu'ils s'alignent les uns avec les autres. On trouvera par exemple une description de telles machines dans les documents GB 2 003 966 et SU 889 777. Ces dispositifs sont loin d'être satisfaisants. Ils ne garantissent absolument pas la régularité et la précision de la pose. Il faut ou bien accepter une intervention manuelle pour ajuster la position des blocs, ou bien tolérer une dispersion importante en position et en inclinaison. L'invention vise à fournir un procédé et un dispositif de pose répondant mieux que ceux antérieurement connus aux exigences de la pratique, notamment en ce qu'ils garantissent une mise en place précise des blocs dans leur position de consigne et ce sans intervention manuelle. Dans ce but l'invention propose notamment un dispositif, destiné à être porté par un véhicule mobile le long du tracé de la file à réaliser ou à être intégré à lui, qui comporte un guide (qui sera par la suite désigné par le terme "mannequin") en forme de goulotte renversée destiné à prendre appui sur la face supérieure et les flancs de chaque bloc à son tour, des moyens de réglage de la position du bloc dans les directions verticale et transversale à la rangée, des moyens de basculement du bloc autour d'au moins un axe vertical et d'un axe horizontal, et des moyens de direction permettant de détermsiner l'écart du mannequin par rapport à une ligne de repérage prédéterminée. Le véhicule doit autoriser une avance lente : il sera en conséquence généralement muni de moteurs de propulsion hydrostatiques. Les moyens de détection comportent, dans une réalisation simple, des palpeurs destinés à coopérer avec un gabarit préalablement mis en place et pouvant être constitué par un fil tendu entre des supports successifs. Une solution plus élaborée consiste à munir le mannequin d'une ou de plusieurs cibles destinées à recevoir le faisceau émis par une source de lumière directive, telle qu'un laser, et à prévoir un dispositif d'écartométrie commandant les moyens de déplacement et de basculement. Le guide est avantageusement fixé par des moyens démontables, permettant de lui substituer un outil ou un guide de forme différente. Les moyens de basculement peuvent, surtout lorsque le dispositif est susceptible d'être utilisé pour poser des files ayant une pente longitudinale très variable, comporter des moyens permettant de faire tourner le mannequin autour d'un axe horizontal transversal à la rangée ; des moyens supplémentaires seront généralement prévus pour règler l'aplomb, c'est-à-dire pour ajuster l'orientation de chaque bloc à son tour autour d'un axe longitudinal. La commande peut etre assurée par asservissement suiveur, par un automate programmable ou par un processeur programmé de façon appropriée. Enfin, le dispositif peut être complété par des moyens de stockage d'un certain nombre de blocs et de descente en succession de ces derniers au fur et à mesure de l'avance du véhicule porteur. Une lame peut être prévue à l'avant du mannequin pour araser le lit destiné à recevoir les blocs à un niveau légèrement supérieur à celui auquel se trouvera dans tous les cas la base des blocs. On peut notamment prévoir une étrave dont les positions verticale et transversale sont asservies à suivre celles du mannequin, avec un décalage vertical éventuellement réglable à l'aide d'un mécanisme à commande manuelle. Le dispositif peut constituer un robot susceptible d'être monté sur une remorque tractée ou sur un engin autonome et démonté à volongé. Il peut également être intégré à un engin qui lui fournit l'énergie hydraulique et/ou électrique nécessaire au fonctionnement. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un dispositif et d'un procédé qui en constituent un mode particulier de réalisation, destiné à la mise en place de bordures de trottoir, en règlant la position de chaque bloc suivant deux directions et son orientation autour de trois directions.La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent dans lesquels - La figure 1 est une vue schématique en élévation montrant les déplacements qui peuvent être donnés à un bloc, - les figures 2, 3 et 4 sont des vues schématiques d'un dispositif suivant l'invention porté sur un tracteur, respectivement en élévation, en vue de dessus et en vue d'arrière, l'échelle n'étant pas respectée pour plus de clarté - la figure 5 est un schéma à grande échelle montrant la partie mécanique du mécanisme de positionnement du dispositif, vu de l'avant - la figure 6 est un schéma de principe montrant une disposition possible de capteurs de positions - la figure 7 est une vue en perspective montrant une constitution possible du mécanisme de positionnement. La figure 1 montre les degrés de liberté qui interviennent lors de la mise en place d'un bloc de béton 8 constituant un élément de bordure de trottoir. La position du bloc peut être ajustée par déplacement longitudinal (flèche f1), transversale ou en abscisse (flèche f2), verticale ou en ordonnée (flèche f3). Sa position angulaire peut être définie par des rotations autour des directions qui viennent d'être définies. On a montré sur la figure 1 les règlages d'aplomb (flèche f4), de pente (flèche f5), et d'orientation (flèche f6). Le dispositif qui sera maintenant décrit permet de règler, par rapport à un repère pré-établi qu'on supposera être un fil 12 tendu entre des appuis successifs, la position suivant les directions f2 et f3 et les orientations suivant les directions f4, f5 et f6. La position suivant la direction f1, pour laquelle il n'est pas nécessaire d'arriver au même degré de précision que pour les autres puisqu'un jeu devra toujours subsister entre blocs successifs et être rempli de liant, est donnée par dépose directe des blocs successifs, éventuellement séparés par des entretoises d'appui. Les déplacements requis seront imposés à chaque bloc 8 à son tour par un mannequin 10 en forme de goulotte renversée. Du fait qu'un tel mannequin ne peut qu'enfoncer un bloc et ne peut pas le soulever, il sera nécessaire que le lit de réception du bloc présente initialement un niveau au moins égal au niveau définitif de la face inférieure du bloc. Le dispositif dont une vue schématique d'ensemble est donnée en figures 2 et 3, est prévu pour être monté sur un engin de travaux publics 14. Dans cette réalisation, l'énergie hydraulique nécessaire au fonctionnement peut être fournie par la centrale hydraulique l'engin. Le dispositif comporte un châssis, réalisé par exemple en éléments mécano-soudés, muni de moyens de fixation sur l'engin 14 et de roues 15 d'appui au sol. On peut regarder le dispositif comme constitué d'un magasin d'alimentation (figures 3 et 4), d'une trémie d'alimentation (figures 2 et 3) et d'un mécanisme de positionnement placés dans cet ordre dans le sens f d'avancement de l'engin. Le magasin et la trémie peuvent avoir une constitution relativement classique. Le magasin montré en figures 3 et 4 comporte une plateforme 16 prévue pour recevoir une rangée de blocs 8 et pour les faire glisser transversalement vers la trémie. Pour cela, la plateforme 16 peut être placée pour recevoir un chargement de blocs manutentionné par le bras 18 de l'engin et être munie d'un vérin 20 pour incliner la plateforme vers la trémie par rotation autour d'un axe 21. Un sélecteur 22, par exemple à commande hydraulique, permet de laisser échapper un bloc 8 à la fois vers la trémie dans l'orientation appropriée.Il peut être muni de palpeurs et être prévu pour retourner les blocs qui ne se présentent pas dans l'orientation requise. La trémie elle-même se présente sous forme d'un couloir muni d'un tapis roulant ou d'une série de rouleaux, fixé au flanc de l'engin porteur 14, pouvant être prolongé à l'avant par une glissière orientable munie d'une lame ou étrave 24 de prérèglage du niveau du lit de béton destiné à recevoir les blocs. La glissière est équipée d'un régulateur de descente 26 (figure 3) constitué de deux machoires rapprochables pour immobiliser le bloc situé à l'avant par serrage et éventuellement d'un mécanisme d'entraînement forcé. Le couloir peut être en plusieurs pièces reliées par des articulations 28 s'il doit tolérer des variations d'inclinaison. Le mécanisme de positionnement montré schématiquement en figures 2, 3 et 5, comporte un mannequin 10 et des moyens permettant de régler sa position par translation suivant les directions f2 et f3, et par rotation autour des directions fl, f2 et f3 de la figure 1, c'est-à-dire suivant les flèches f4, f5 et f6. Dans le mode de réalisation illustré, les moyens de réglage sont constitués par des vérins hydrauliques V2 à V6, respectivement affectés aux déplacements f2 à f6. Le déplacement transversal ou en abcisse est réalisé par un, ou généralement plusieurs, vérins V2 dont le cylindre et le piston sont respectivement articulés sur le châssis et sur un cadre vertical 32, également mécano-soudé. Des glissières 34 en profilés, assurent le guidage. Le cadre peut être prévu pour entraîner le tronçon terminal de la trémie par un bras 35 et faire que la dépose s'effectue immédiatement devant le mannequin dans le sens de déplacement (figure 3). Le déplacement vertical ou en ordonnée est réalisé par un ou plusieurs vérins verticaux V3 dont le cylindre est articulé sur le cadre 32 et dont le piston est articulé sur un coulisseau 36 mobile le long de glissières ou de colonnes de guidage 38 appartenant au cadre 32 (figure 5). Le mannequin 10 est suspendu par un joint universel à une tige 40 solidaire du coulisseau 36. Les réglages angulaires du mannequin 30 sont assurés par des vérins V4, V5 et V6. Les vérins V4 et V5 sont interposés entre le coulisseau et des points d'attache différents sur le mannequin. Ce dernier est donc suspendu aux vérins V4 et V5 et à la tige 40, cette dernière de longueur fixe. Le mannequin s'orientera donc par rotation autour du joint universel qui termine la tige 40. Le vérin V6 de réglage d'orientation (figures 3 et 5) est monté en oblique entre un bras prolongeant le coulisseau et un manchon 44 porté par le coulisseau 36 rotatif autour de la direction f3. Le vérin V4, destiné au réglage d'aplomb, est articulé par son cylindre au manchon 44. Pour augmenter son bras de levier il est relié à une extension latérale du mannequin. Le vérin V5 de réglage de pente est monté entre le manchon 44 et l'extrémité avant du mannequin 30. Les vérins qui viennent d'être décrits permettent d'effectuer tous les ajustements nécessaires. L'alimentation de ces vérins, à double effet, pour effectuer les ajustements, se fait à partir d'une centrale hydraulique non représentée. Divers moyens de commande des vérins sont avantageusement prévus pour permettre à volonté soit un réglage manuel soit un asservissement de l'emplacement de pose à un tracé déterminé, matérialisé par exemple par un fil 12 porté par des piquets 46 régulièrement répartis qui devront naturellement etre plus rapprochés les uns des autres en courbe qu'en ligne droite (figure 6). Les moyens manuels consistent par exemple en un jeu de six manettes commandant chacune deux vannes et regroupées en un bloc de commande non représenté, à la disposition du servant du dispositif. Les moyens d'asservissement peuvent avoir des natures diverses. Dans le cas où le tracé à suivre est matérialisé par un fil 12, la position et l'orientation du mannequin 10 par rapport à ce dernier peuvent être complètement déterminées, sauf dans la direction fl, à l'aide de deux capteurs de hauteur 48 et de deux capteurs d'écartement latéral 50. Dans le mode de réalisation illustré en figures 3 et 6, chaque capteur est constitué par un palpeur potentiomètrique ou numérique dont le bras rotatif est solidaire d'une tige rigide destinée à s'appuyer sur un fil de guidage. Les capteurs 48 et 50 sont portés par des pattes-fixées de façon rigide au mannequin 10 ou à un organe solidaire du mannequin dans la direction de déplacement considérée. Les capteurs 48 et 50 fournissent des signaux d'entrée à une unité de calcul (non représentée) desti née à fournir à travers des interfaces classiques les signaux de commande nécessaires à des servodistributeurs de commande électrique d'alimention des différents compartiments des vérins. Un commutateur permet, à volonté, de mettre en service soit le dispositif de commande manuelle qui a été décrit plus haut, soit le dispositif d'asservissement.Dans le second cas, la séquence peut être la suivante, après première remise en place manuelle et lors de l'avance de l'engin - le capteur avant 50a fournit le signal d'entrée nécessaire à l'asservissement suivant la direction f2, par action sur le vérin V2 - le capteur arrière 50b fournit le signal commandant la rotation suivant f6 à l'aide du vérin V6 - les capteurs avant 48a et arrière 48b fournissent respectivement les signaux permettant les asservissements en hauteur à l'aide de V3 en pente à l'aide de V5. L'aplomb peut être potentiomètrique pendulaire donnant la verticale. Les opérations de calcul à effectuer sont classiques et d'autant plus simples que les chaînes sont indépendantes. Des réseaux classiques, par exemple PID, peuvent être prévus pour éviter les instabilités. Une solution plus simple consiste, avant de déposer un bloc, à ramener vers le haut et vers le châssis le mannequin 10 jusqu'à ce qu'il soit dans une position nominale de départ, puis à le déplacer successivement vers le bas jusqu'à ce qu'un premier capteur 48 se ferme, latéralement jusqu'à ce qu'un premier capteur 50 se ferme, puis successivement suivant les orientations convenables pour fermer les deux autres capteurs. Le réglage d'aplomb consistera encore à exercer si nécessaire, à l'aide du vérin V4, une force d'enfoncement du mannequin et donc du bloc 8. Le réglage de niveau d'un bloc peut être effe tué de façon automatique par commande d'enfoncement du vérin V3 après réglage en plan du mannequin. Ce réglage s effectue en enfonçant le bloc dans le lit de béton sur lequel il repose, par descente du mannequin sur une profondeur préaffichée, à partir d'une position initiale haute. Des capteurs 53 détectant l'entrée d'un bloc complet dans le mannequin et de sortie permettent d'enfoncer le bloc lorsqu'il est en place, puis de relever le mannequin pour recevoir le bloc suivant. Il est important de noter que le mouvement de montée et de descente ne peut troubler les réglages antérieurs. La figure 7 montre une constitution possible des différents éléments représentés schématiquement sur les figures 2 à 5 (les capteurs n'étant pas illustrés). Le mannequin 30 est constitué par des longerons, reliés par des ceintures non représentées et portant des point d'attache des différents vérins et de la tige 40. Pour plus de clarté, le vérin V6 n'est pas représenté, non plus que les attaches des cylindres des autres vérins. On voit que le cadre est déplaçable à l'aide de deux vérins parallèles et porte le cylindre du vérin V3 de déplacement du coulisseau 36. Les conduites d'alimentation des compartiments de vérins sont regroupées sur des barettes 54 et ces dernières sont reliées par des conduits rigides à une platine portant les manettes de commande et les électrovannes non représentées. L'invention ne se limite pas aux modes particuliers de réalisation qui ont été représentés ou décrits. Par exemple, la disposition relative des vérins et/ou des capteurs peut être différente de celle qui a été montrée notamment pour accroitre l'indépendance des chaines de régulation. Il doit etre entendu que la portée du présent brevet s'étend à de telles variantes ainsi qu'à toute autre restant dans le cadre de la covalence. REVENDICATIONS 1. Dispositif, destiné à être porté par un véhicule mobile le long d'une file de blocs à réaliser ou à être intégré à ce véhicule, caractérisé en ce qu'il comporte un guide (10) en forme de goulotte renversée destiné à prendre appui sur la face supérieure et les faces latérales de chaque bloc (8) à son tour, des moyens (V2, V3) de réglage de la position du bloc dans les directions verticale et transversale à la file, des moyens de basculement du bloc autour au moins d'un axe vertical et d'un axe horizontal et des moyens de détection permettant de déterminer la position du guide par rapport à une ligne de repérage prédéterminée. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de détection comportent des palpeurs (48,50) destinés à coopérer avec un fil (12) tendu entre des supports successifs. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le guide (10) porte une ou plusieurs cibles destinées à recevoir le faisceau émis par une source de lumière directive et associées à des moyens d'écartométrie commandant les moyens de déplacement et de basculement. 4. Dispositif selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que les moyens de basculement comportent de plus des moyens (V4) permettant de faire tourner le guide autour d'un axe horizontal supplémentaire. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une plateforme (16) de réception d blocs, une trémie de descente vers le guide et un sélecteur (22) de triage et d'orientation des blocs sur le haut de la trémie. 6. Dispositif selon la revendiction 5, caractérisé en ce que la trémie est terminée par une glissière dont le débouché est asservi latéralement et en hauteur à la position du guide. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la glissière porte une étrave (24) de réglage de niveau d'un lit de liant de réception des blocs. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le guide est fixé par des moyens démontables, permettant de lui substituer un outil ou un guide de forme différente.