Brevet FR2670521A1 — publié le 19920619

L'invention est relative à un équipement d'engin pour la réalisation de tranchées. Elle trouvera notamment son application dans le domaine des travaux publics en particulier pour faciliter la pose de câbles, canalisations ou autres éléments enterrés. La réalisation de tranchées pour permettre la pose de câbles, canalisations, conduites ou autres dans le sol est une opération de plus en plus couramment réalisée étant donnée l'accroissement de la distribution de produits et les évolutions techniques. Au début, les travaux d'ouverture étaient réalisés manuellement. Le personnel de chantier disposait de pioches et de pelles pour creuser et déblayer le terrain. Le travail était non seulement long et pénible mais également coûteux en raison du personnel important employé et du faible avancement du creusement. Dans ces conditions, avec le renchérissement des coûts de la main d'oeuvre, les constructeurs d'engins de chantier ont développé des produits plus appropriés. Tout d'abord, les entrepreneurs ont utilisé des grues à pelle mécanique. Le progrès a été important mais il s'agit toutefois d'un engin non spécialisé à cet effet et qui est mal adapté pour la réalisation de tranchées de grande longueur. En effet, l'action discontinue de la pelle constitue un handicap qui diminue très sensiblement son rendement. Il faut également noter qu'une pelle mécanique est inadaptée pour attaquer les sols durs. Dans ces conditions, l'opération doit être réalisée en deux étapes, tout d'abord, il faut placer à l'extrémité de la grue un marteau piqueur hydraulique pour briser la croute superficielle puis ensuite on réalise le creusement proprement dit à l'aide d'une pelle mécanique. Le changement d'outil occasionne des pertes de temps et l'action du marteau piqueur n'est pas rapide. Pour améliorer la vitesse de travail, il est connu de pratiquer une saignée gauche et droite dans le terrain à creuser pour couper l'enrobé qui constitue la couche dure de la chaussée puis de creuser la partie centrale. Les saignées étant réalisées à l'aide d'une scie circulaire. Un brise roche hydraulique doit également être utilisé en terrain dur. Ensuite, les constructeurs d'engins ont proposé des équipements spécialisés destinés à la réalisation de tranchées. En particulier, il est connu d'utiliser une chaîne guidée sur une flèche et entraînée par un moteur thermique puis hydraulique. Sur la chaîne sont fixés des outils qui peuvent être de type cuillères pour dégager les terres en terrain meuble ou de type picot pour attaquer les terrains durs et hétérogènes. La terre creusée est entraînée par la chaîne et remonte à la surface et est recueillie puis évacuée par un convoyeur ou une vis sans fin. Il existe deux types d'équipements de ce genre. Tout d'abord, la flèche est inclinable autour de son axe d'entraînement qui lui est fixe sur l'engin porteur. Généralement, cet axe est situé à environ un mètre par rapport au niveau du sol. De la sorte, on peut ajuster la profondeur de travail de l'équipement en réglant son inclinaison. Cette technique présente des inconvénients. Tout d'abord, lorsqu'il faut effectuer des tranchées de faible profondeur, le rendement du travail est mauvais car la chaîne travaille sur une grande longueur qui est disproportionnée par rapport à la profondeur. Ensuite, les outils de creusement fixés sur la chaîne travaillent avec des angles d'attaque variables et pas toujours adaptés. Par ailleurs, lorsqu'il faut creuser des tranchées profondément, la chaîne est fortement engagée dans le sol et les matériaux sont difficilement évacués ce qui occasionne des bourrages fréquents en surface. Certains constructeurs ont proposé d'autres équipements composés d'une chaîne porte-outils commandée par un moteur d'entraînement et disposée sur une flèche dont l'inclinaison est fixe, cette dernière étant coulissant en translation pour ajuster la profondeur de creusement. L'avantage de tels équipements est que la flèche travaille avec une inclinaison constante quelle que soit la profondeur creusée. Il faut cependant souligner que dans ce cas, l'inclinaison est fixée par le constructeur. Or, selon la nature du terrain, l'inclinaison fixe est pénalisante car elle peut être plus ou moins bien appropriée. Ensuite, lorsque l'équipement travaille en grande profondeur, la chaîne est fortement engagée dans le sol et le déblayage en surface des matières dégagées se fait mal ce qui provoque fréquemment des bourrages. On connaît également les dispositifs à roues dont la périphérie est garnie d'outils de travail. On ajuste la profondeur de creusement en engageant plus ou moins profondément la roue dans le sol. Cette technique souffre de l'inconvénient de voir ces outils travailler avec des angles d'attaque variables qui dépendent de la géométrie de la roue et de la profondeur de creusement. En conclusion, les équipements existants souffrent de défauts liés au choix adopté lors de leur construction. Le réglage de la profondeur de travail par modification de l'inclinaison de la flèche présente des inconvénients lors du travail à faible profondeur c'est-àdire avec un angle d'inclinaison par rapport à la verticale est exagéré. Avec les équipements à angle d'inclinaison fixe et l'ajustement de la profondeur de travail par déplacement en translation de la flèche, les problèmes rencontrés se situent au niveau du travail à grande profondeur car l'équipement a tendance à bourrer suite à un mauvais dégagement des terres déblayées. Le but principal de la présente invention est de présenter un équipement d'engin pour la réalisation de tranchées qui permette de pallier les inconvénients des équipements connus et avec lequel les outils travaillent dans des conditions optimum quelle que soit la profondeur de creusement. Ceci est notamment obtenu grâce à une dissociation des réglages de profondeur et d'inclinaison. Ainsi, en toute circonstance et donc quelle que soit la nature du terrain rencontré, il est possible de faire travailler la chaîne avec une inclinaison choisie pour une profondeur imposée. Un autre but de la présente invention est de présenter un équipement d'engin pour la réalisation de tranchées qui accepte une inclinaison positive ou négative du voile. Cette caractéristique permet d'adopter non seulement des chaînes de creusement mais également une chaîne de compactage pour tasser le sol par exemple. Un autre avantage de la présente invention est la possibilité de travailler en surprofondeur. En effet, bien que les caractéristiques géométriques de construction sont choisies pour équilibrer le fonctionnement, toutefois, il sera possible d'adopter un second réglage selon lequel on crée une légère dissymétrie qui offre l'avantage de pouvoir accroître la profondeur de travail de la chaîne. D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre qui n' est cependant donnée qu'à titre indicatif. Selon l'invention, l'équipement d'engin pour la réalisation de tranchées, qui trouvera notamment son application dans les travaux publics, qui comprend un voile le long duquel est mue une chaîne de travail équipée d'outils, est caractérisé par le fait qu'il présente des moyens indépendants pour d'une part régler la profondeur de travail et pour d'autre part régler l'inclinaison du dit voile par rapport à la verticale. Particulièrement, le bras de support du voile comporte - un axe d'articulation, fixe sur l'engin, qui permet le relevage de l'équipement et le réglage de la profondeur de travail de la chaîne, - un axe d'inclinaison autour duquel le voile s'oriente par rapport au niveau du sol, indépendant de la profondeur de travail. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante accompagnée de dessins en annexe parmi lesquels - la figure 1 schématise la mise en place de l'équipement de l'invention sur un engin de chantier, - la figure 2 représente le principe de fonctionnement du bras de support de l'équipement de l'invention. La présente invention vise un équipement d'engin pour la réalisation de tranchées. Elle trouvera notamment son application dans les travaux publics pour la pose de câbles, canalisations ou autres dans la chaussée qui demandent la réalisation préalable d'une tranchée creusée par exemple sur environ 1,50 m de profondeur. La figure 1 schématise l'équipement 1 de la présente invention installé sur un engin 2 de chantier. Le rôle de cet engin est de supporter l'équipement, de permettre son transport et son déplacement durant le travail. En outre, l'engin devra assurer le déblaiement des matériaux extraits. I1 fournira également l'énergie nécessaire au fonctionnement de l'équipement 1 pour la réalisation de tranchées. Cet équipement comprend une chaîne 3 sur laquelle sont prévus les outils de travail. Cette chaîne est mise en mouvement le long d' un voile 4 entre deux galets et/ou pignons 5 et 6 dont l'un est motorisé. Le voile 4 est similaire à ce niveau à ceux connus de l'homme de l'art. Par exemple, il n'est pas nécessaire de modifier la longueur de la chaîne de creusement. Généralement, l'entraînement du galet moteur 6 est assuré à l'aide d'un moteur hydraulique qui reçoit le fluide sous pression de l'engin 2 de chantier. Il est à remarquer que le galet inférieur 5 pourrait par exemple être remplacé par une glissière courbe de renvoi de la chaîne 3. On peut également envisager d'utiliser un galet 5 circulaire ou sensiblement circulaire de plus ou moins grande dimension en fonction du sol. Selon l'invention, l'équipement présente des moyens indépendants pour d'une part régler la profondeur de travail et d'autre part régler l'inclinaison du dit voile (4) par rapport à la verticale. Particulièrement, le bras 7 de support du voile 4, tel qu'illustré à la figure 2, comporte un axe d'articulation 8, fixe sur l'engin, et assure le relevage de l'équipement 1 et le réglage de la profondeur de travail du dit équipement 1. Ce bras de support 7 comporte également un axe d'inclinaison 9 autour duquel le voile 4 s'oriente par rapport au niveau du sol pour déterminer l'angle de travail de la chaîne 3 indépendamment de la profondeur de travail. La dissociation de la fonction réglage de la profondeur de travail et réglage de l'inclinaison du voile permet de configurer l'équipement en toute circonstance afin qu'il travaille dans des conditions optimum de rendement et d'efficacité. Le bras support 7 comprend un axe d'articulation 8 qui est avantageusement écarté du voile 4, c'est-à-dire décalé par rapport à l'axe 14 par l'axe reliant les galets 5, 6 Cette construction géométrique offre l'avantage de diminuer l'incidence d'une modification de l'inclinaison du voile 4 lors de la manoeuvre du bras 7 sur l'engin 2. Ceci signifie que pour une faible rotation du bras 7 autour de l'axe 8, on obtient une variation importante de la profondeur de travail de l'équipement 1 sans modification très sensible de son inclinaison. Par contre, l'axe d'inclinaison 9 situé à l'extrémité du bras support 7 est placé sensiblement au milieu du voile 4. Ce réglage est préconisé car il permet d'équilibrer la charge autour de l'axe d'inclinaison 9 et par conséquent il permet de réduire la force nécessaire au réglage de l'angle d'inclinaison. Par ailleurs, lorsque l'on fait pivoter le voile autour de l'axe d'inclinaison 9, cela engendre une faible variation de la profondeur de travail. Ainsi, il y a dissociation entre la fonction inclinaison et profondeur de travail. La disposition d'un axe d'inclinaison 9 située plus bas sur le voile 4 offrirait l'avantage de ne pas modifier la profondeur de travail lors de l'orientation du voile 4 autour de l'axe 9. Toutefois, cela engendrerait un accroissement des contraintes au niveau du bras support 7, un alourdissement de la structure générale du voile sans réellement offrir d'avantages en contrepartie. Le bras support 7 de soutien du voile 4 est coudé afin que l'axe d'articulation 8 puisse être situé en hauteur par rapport au sol. Ceci facilite le relevage de l'équipement. La fixation du voile 4 à l'extrémité du bras 7 autour de l'axe d'inclinaison 9 a également pour avantage d'autoriser une inclinaison tant positive que négative du voile, par rapport à la verticale, telle que schématisée par les flèches 11, 12 sur la figure 2. Ainsi, l'angle d'attaque de la chaîne 4 peut prendre une inclinaison arrière 11 ou avant 12 par rapport au sens 13 de marche de l'engin 2 afin de choisir le meilleur angle d'attaque selon le type de travail, la nature des matériaux creusés, et la définition des outils de travail. Le compactage réclame une inclinaison négative 12 plus ou moins forte par rapport à la verticale alors que le tranchage est mieux réalisé avec un plus ou moins faible angle d'inclinaison positif 11. Par contre, le déchaussement des pavés de grés en chaussée demande une faible inclinaison 12 mais cette fois-ci dirigée dans le sens de travail de l'équipement. Quoique, comme cela a été précisé précédemment, il est préférable d'adopter une position moyenne pour l'emplacement de l'axe d'inclinaison 9 sur le voile 4, dans certaines circonstances, en particulier lorsqu'il faut effectuer des tranchées très profondes, il est avantageux de disposer d'un axe d'inclinaison secondaire 10 situé sur le voile légèrement au-dessus de l'axe d'inclinaison principal 9, tel qu'illustré à la figure 2, pour changer la prise du bras de support 7 sur le voile 4 et ainsi travailler en surprofondeur. Cette modification du point d'inclinaison du voile 4 peut être réalisée très rapidement et cela n' entraîne aucune modification des branchements moteur ou autres, par exemple, il n'est pas nécessaire de modifier la longueur de la chaîne de creusement. Par conséquent, cette opération est très facile à réaliser sur chantier. Généralement, l'équipement de l'invention utilise une chaîne de creusement, toutefois, celle-ci peut être remplacée par une chaîne de compactage auquel cas, les outils de creusement sont remplacés par des pavés lourds convexes articulés ou non qui viennent s'appliquer sur le sol à compacter. D'autres mises en oeuvre de la présente invention à la portée de l'homme de l'art auraient également pu être envisagées sans pour autant sortir du cadre de celle-ci. REVENDICATIONS 1. Equipement d'engin pour la réalisation de tranchées, qui trouvera notamment son application dans les travaux publics, qui comprend un voile (4) le long duquel est mue une chaîne (3) de travail équipée d'outils, caractérisé par le fait qu'il présente des moyens indépendants pour d'une part régler la profondeur de travail et pour d'autre part régler l'inclinaison du dit voile (4), par rapport à la verticale. 2. Equipement d'engin pour la réalisation de tranchées, caractérisé par le fait que le bras de support (7) du voile (4) comporte - un axe (8) d'articulation, fixe sur l'engin (2), qui permet le relevage de l'équipement (1) et le réglage de la profondeur de travail, - un axe d'inclinaison (9) autour duquel le voile (4) s'oriente par rapport au niveau du sol indépendamment de la profondeur de travail. 3. Equipement d'engin pour la réalisation de tranchées selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le bras support (7) comprend un axe d'articulation (8) écarté du voile (4). 4. Equipement d'engin pour la réalisation de tranchées selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le bras support (7) comprend un axe d'inclinaison (9) placé sensiblement au milieu du voile (4) autour duquel ce dernier pivote. 5. Equipement d'engin pour la réalisation de tranchées selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'axe d'inclinaison comporte un point d'accrochage auxiliaire (10) sur le voile (4) pour travailler en surprofondeur. 6. Equipement d'engin pour la réalisation de tranchées selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'inclinaison du voile (4) est positive ou négative. 7. Equipement d'engin pour la réalisation de tranchées selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la chaîne de compactage (3) est formée de pavés lourds et convexes éventuellement articulés sur les maillons. 8. Equipement d'engin pour la réalisation de tranchées selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'axe d'inclinaison est situé en partie basse du voile (4). 9. Equipement d'engin pour la réalisation de tranchées selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le voile (4) est soutenu par un bras de support (7) coudé.