Brevet FR2697547A1 — publié le 19940506

La présente invention concerne, dans le domaine du répandage d'émulsions bitumineuses, un dispositif qui sert à alimenter la ou les rampes de répandage installées sur un finisseur. Lors de la réfection des chaussées par dépôt d'une couche d'enrobé bitumineux au moyen d'un finisseur, il est fréquent de répandre une couche d'accrochage. Cette opération, préalable au dépôt de la couche d'enrobé, est soit réalisée au moyen d'une répandeuse traditionnelle qui opère plusieurs minutes avant la réalisation du tapis d'enrobé, soit au moyen d'un équipement spécifique. Cet équipement spécifique comprend, d'une manière générale, une rampe de répandage d'émulsion, une citerne contenant l'émulsion, un groupe de pompage, et différents accessoires comme par exemple des moyens de chauffage de l'émulsion. Tout cet équipement peut aussi etre installé directement sur le finisseur. Toutefois, l'installation sur les finisseurs existant présente quelques inconvénients. Ces finisseurs ont en général une puissance motrice qui est suffisante pour leur fonctionnement. L'adjonction d'organes complémentaires comme par exemple un groupe de pompage d'émulsion pour alimenter des rampes d'épandage, entraine une absorption d'énergie relativement importante. Par ailleurs, pour alimenter les rampes de répandage, il est nécessaire de disposer d'une citerne de capacité suffisante pour éviter des allées et venues de véhicules chargés d'émulsion et pour limiter les temps d'immobilisation du finisseur lors des opérations de chargement de la citerne. L'installation de tout l'équipement d'alimentation sur le finisseur nécessite d'importantes modifications de structure ; elle est complexe à réaliser et, de plus, cet équipement réduit la visibilité depuis le poste de conduite. Pour pallier à tous ces inconvénients, il est apparu plus intéressant de conserver uniquement l'installation d'une rampe de répandage sur le finisseur et de rassembler à part, tout le reste de l'équipement et en particulier la citerne, le groupe de pompage, et tous les accessoires nécessaires au fonctionnement ; cet équipement étant disposé sur un dispositif qui constitue un accessoire du finisseur. Cette conception permet de limiter les travaux d'équipement des finisseurs ; ces travaux se réduisent à l'installation d'une rampe de répandage. De cette façon, le finisseur conserve son aspect habituel. De plus, il peut être utilisé de plusieurs façons selon les besoins du chantier, avec ou sans la rampe de répandage. Si le répandage d' une couche d'accrochage est nécessaire, on lui adjoint le dispositif annexe selon l'invention qui permet d'alimenter la rampe de répandage. Cette conception évite aussi de défigurer le finisseur ; elle simplifie son utilisation et améliore aussi la sécurité du personnel utilisateur. L'invention a donc pour objet un dispositif qui permet d'alimenter au moins une rampe de répandage d'émulsion bitumineuse installée sur un finisseur ; ce dispositif consiste en une sorte de tender monté sur rouleaux ou billes, et qui comprend, réunis sur un même châssis : - au moins une citerne d'émulsion bitumineuse munie de ses moyens de chauffage, - au moins un groupe de pompage de l'émulsion, disposé entre la citerne et la tubulure qui alimente la rampe installée sur le finisseur, - un groupe moteur pour les besoins énergétiques du dispositif. Selon une disposition préférentielle de l'invention, le tender est disposé à l'arrière du finisseur, de façon à laisser libre l'accès au finisseur pour tous les véhicules chargés de l'approvisionner en enrobé ; du fait qu'il roule sur la couche d'enrobé fraîchement posée, il comporte des moyens qui permettent d'éviter le poinçonnement de la couche d'enrobé par les rouleaux ou billes lors de son arrêt. Selon un premier mode de réalisation, les moyens d'anti-poinçonnement de l'enrobé consistent en un dispositif de commande du déplacement du tender permettant de lui infliger un mouvement continu de va et vient sur la couche d'enrobé ; ce dispositif de commande comprend un automate de manoeuvre qui agit sur les organes moteurs du tender ; cet automate permet aussi par un système approprié, de contrôler les phases d'accélération et de décélération du tender de façon à éviter un déplacement de l'enrobé et la formation de bosses. Selon un second mode de réalisation de l'invention, les moyens d'anti-poinçonnement de l'enrobé sont constitués d'une semelle de grande surface, qui, en prenant appui sur l'enrobé, permet de réduire de façon conséquente la pression exercée sur ce dernier par le tender à arrêt ; cette semelle est disposée entre les rouleaux du tender ; elle est mobile verticalement entre une position inactive et une position active dans laquelle elle prend appui sur l'enrobé. Toujours selon l'invention, le dispositif comporte des moyens de détection de l'ordre de démarrage ou de redémarrage du finisseur qui permettent, à travers un dispositif temporisateur qui retarde ce démarrage ou ce redémarrage dudit finisseur, d'activer la mise en position inactive de la semelle. Toujours selon l'invention, le dispositif comporte un capteur de déplacement qui permet de relever la vitesse réelle de déplacement du finisseur, lequel capteur permet de détecter l'arrêt du finisseur et de mettre en oeuvre des moyens qui, à travers un autre dispositif temporisateur, commandent la mise en position active de la semelle sur l'enrobé. Toujours selon l'invention, le dispositif comporte au moins un boitier de connexion qui rassemble les terminaisons des différentes alimentations de fluides, c'est-à-dire l'émulsion, l'air comprimé et le cablage électrique ; ce boîtier est muni d'organes de centrage et de connexion avec une platine aménagée sur le finisseur, laquelle platine rassemble les départs de ces fluides qui sont destinés à la commande et à l'alimentation de la rampe de répandage. Le boîtier est de préférence disposé à l'extrémité d'une potence dont le bras est du type télescopique ou repliable pour s'escamoter. Selon un mode de réalisation de l'invention, le tender est accroché à l'arrière du finisseur au moyen d'une flèche montée sur le rouleau avant directeur. selon un autre mode de réalisation, le tender est automoteur et comporte des moyens en forme de capteurs qui permettent à travers un automate de manoeuvre, de le guider automatiquement par rapport au finisseur et de corriger les écarts au fur et à mesure du déplacement de ce dernier ; cet automate agit par exemple sur une servovalve branchée sur le circuit de commande de l'avancement du tender et sur une platine électronique pilotant le circuit hydraulique de direction, à partir des informations provenant des capteurs et en particulier de capteurs de déplacement et de mesure de distance, et de capteurs directionnels disposés sur le bras de la potence qui supporte les tubulures d'alimentation de la rampe de répandage. Toujours selon l'invention, le dispositif comporte également un système de contrôle du dosage de la quantité d'émulsion répandue, constitué d'un automate qui agit sur les commandes de la rampe de répandage en fonction : a) du capteur de déplacement qui donne des informations sur la distance parcourue, b) du nombre de jets sélectionnés qui donnent une largeur d'épandage, c) d'un système de mesure du poids de la citerne à émulsion qui donne des informations sur le poids d'émulsion utilisée, d) du choix de l'opérateur en ce qui concerne le dosage à réaliser ; lequel système de contrôle permet de réaliser une autocorrection du dosage en fonction du choix de l'opérateur. L'invention sera encore détaillée à l'aide de la description suivante et des dessins annexés, donnés à titre indicatif et dans lesquels - la figure 1 illustre, de façon schématique, un finisseur et son tender selon l'invention ; - la figure 2 est une vue simplifiée et agrandie de l'avant du tender - la figure 3 représente le boîtier de jonction installé sur le tender et la platine installée sur le finisseur - la figure 4 est une vue de face partielle du boitier de jonction - la figure 5 est un synoptique de l'automate de guidage automatique du tender - la figure 6 est un tableau schématique et synoptique du système de contrôle du dosage d'émulsion. Sur la figure 1, on a représenté un finisseur 1 qui comporte au moins une rampe de répandage 2 qui est disposée soit derrière le train de chenille, soit devant, ou une partie devant le train de chenille et une partie à l'arrière. Sur la figure, la rampe de répandage 2 se situe en avant de la vis 3 qui sert à répartir l'enrobé devant la table de compactage 4. On remarque, derrière le finisseur 1, un dispositif qui permet d'alimenter la rampe 2. Ce dispositif d'alimentation se présente sous la forme d'un tender 5 qui regroupe notamment une citerne 6 de grande capacité contenant l'émulsion bitumineuse à répandre, un groupe de pompage 7 et, éventuellement, un groupe de propulsion. Ce tender 5 roule directement sur l'enrobé 9 fraîchement déposé ; il est monté sur des rouleaux ou billes 10 et 11 ; la bille avant 10 est directrice, montée sur une chape 12 qui pivote autour d'un axe vertical. Pour éviter le poinçonnement de la couche d'enrobé 9, lors de l'arrêt du finisseur par exemple, le tender 5 est équipé de moyens, détaillés plus loin, qui permettent de lui imprimer un mouvement de va et vient continu sur la couche d'enrobé, à la façon d'un rouleau compresseur. Sur la figure 1, on a représenté d'autres moyens pour éviter ce poinçonnement. Sous le châssis 13 du tender 5, on remarque des vérins 14 qui soutiennent une semelle v 15. Cette semelle 15 s'étend entre les billes 10 et 11, sur toute la largeur du tender. Cette semelle 15 est réalisée en un matériau approprié du type acier spécial traité par exemple, qui évite le collage sur l'enrobé. Cette semelle 15 peut également être équipée de moyens de chauffage et de raclage. Dans l'exemple représenté figure 1, le tender 5 est relié au finisseur 1 au moyen d'une flèche 17 qui passe au-dessus de la table de compactage 4, pour s'accrocher directement à l'carrière du finisseur 1, sur le bâti. La flèche 17 est reliée à la chape de direction 12, et elle est de préférence réalisée en deux parties de façon à pouvoir être escamotée pour réduire l'encombrement du tender lorsque celui-ci est inactif, ou pendant son transport. Au-dessus de la flèche 17, on remarque une potence 18 qui comprend un mât 19 disposé à l'avant du châssis 13 du tender, et un bras support 20 constitué de deux éléments articulés à mi-longueur. Ce bras 20 soutient les tuyauteries et canalisations et supporte, à son extrémité, un boitier de connexion 21 qui reçoit les terminaisons de toutes les tuyauteries et canalisations. Ces tuyauteries et canalisations 22 transportent les différents fluides nécessaires au fonctionnement des rampes de répandage 2 et en particulier l'émulsion bitumineuse, l'air comprimé servant à la commande des différents gicleurs et tout le cablage électrique pour la manoeuvre des électro-vannes. Le transport de l'émulsion bitumineuse s'effectue soit par des tuyauteries du genre flexibles, soit par des tuyauteries rigides munies d'articulations par oints tournants. Le boîtier de jonction 21 comporte des moyens de centrage et de fixation sur une platine 23 solidaire du finisseur 1 et à partir de laquelle repartent les différentes conduites 22' servant à alimenter les rampes de répandage 2. Le tender 5 apparaît également figure 2, vu de face ; il est représenté habillé d'une enveloppe 25 qui protège l'ensemble des éléments constitutifs posés sur le châssis 13 et cette enveloppe déborde latéralement,en forme de jupe, pour s'étendre jusqu'au niveau des axes des rouleaux 10 et 11 par exemple. On remarque, toujours figure 2, le poste de commande 26 du tender permettant notamment toutes les manoeuvres usuelles sur route ou sur l'enrobé. On remarque encore la flèche 17 dans sa position rétractée. Cette flèche 17 est en effet constituée de deux parties 27 et 28 articulées pour permettre un repliage et réduire considérablement l'encombrement du tender. On remarque encore la potence 18. Le mât 19 de la potence est disposé latéralement sur le tender, fixé au châssis 13. Le bras 20 se replie sur la face avant du tender de façon à diminuer là aussi l'encombrement. On remarque, suspendu à l'extrémité du bras 20, le boîtier de jonction 21 qui permet de raccorder les différentes alimentations de la rampe de répandage à la platine 23 montée sur le finisseur. Toujours sur la figure 2, on remarque la semelle 15 et l'un des vérins 14 servant à manoeuvrer cette semelle 15 pour la positionner soit comme représentée figure 2 en position inactive, soit, en position active c'est-àdire en appui sur l'enrobé. Sur cette figure 2, on remarque la flèche 17 constituée de deux parties : une partie 17' en Vé montée sur la chape 12 servant à orienter la bille directionnelle 10, et une partie 17" articulée sur la première partie, qui s'accroche au finisseur. On a représenté, figure 3, le boîtier de raccordement 21 disposé en bout du bras 20. Ce boîtier comporte une bride mâle 30 qui coopère avec une bride femelle 31 solidaire de la platine 23 qui est fixée sur le finisseur 1. La bride mâle 30 comporte plusieurs têtes de centrage 32 qui coopèrent avec des trous 33 aménagés dans la bride femelle 31. Dans le boitier de jonction 21, on trouve, schématisée figure 3, une valve 35 commandée de façon pneumatique, qui permet soit l'alimentation de la rampe 2 avec un retour d'émulsion, soit la fermeture de l'alimentation et du retour et la mise en circulation en circuit fermé de l'émulsion bitumineuse, sur le tender 5 uniquement. On a représenté, figure 4, une vue de face de la bride mâle 30. On remarque quatre têtes de centrage 32 situées dans les angles. En haut et en bas de cette bride, entre les têtes 32, on trouve respectivement le retour 36 de l'émulsion bitumineuse, en provenance de la rampe 2, et le départ 37 de cette émulsion vers la rampe 2. Sur l'un des côtés de la bride, on trouve une connexion 38 pour 1 air comprimé et, de l'autre côté, un connecteur 39 pour la commande électrique des différents gicleurs de la rampe 2. Au centre de la platine 30, on trouve un orifice 40 pour un système approprié permettant le verrouillage des deux brides mâle 30 et femelle 31. On a représenté, figure 5, sous forme de tableau synoptique, les moyens qui permettent de manoeuvrer le tender 5 pour lui permettre de suivre le finisseur. Ces moyens sont principalement constitués d'un automate de manoeuvre 41 recevant des informations en provenance de capteurs, et donnant des ordres aux moyens de commande de l'avancement du tender et aux moyens de commande de la direction du tender. Les principaux capteurs utilisés sont constitués d'un capteur de déplacement 42 qui donne la vitesse d'avancement du finisseur. Lorsque le tender est relié au finisseur 1 au moyen de la flèche 17, le capteur de déplacement 42 peut être installé sur le tender 5 puisque la vitesse du finisseur est la même que celle du tender. Lorsque le tender 5 se déplace indépendamment du finisseur 1, le capteur de déplacement 42 est alors installé sur le finisseur. Un ou plusieurs capteurs 43 donnent des indications sur la direction prise par le tender par rapport au finisseur. Ces capteurs directionnels 43 installés sur la flèche 17, permettront de corriger l'orientation du tender 5 par rapport au finisseur 1, au moyen de l'automate 41, par une action sur une platine électronique 44 servant à commander la direction du tender 5. La commande de cette direction sera par exemple une commande de type hydraulique munie d'un distributeur proportionnel, non représenté, commandé au moyen de la platine électronique 44. On peut également prévoir l'utilisation d'un tender automoteur, relié au finisseur par la potence 18. Dans ce cas, des capteurs directionnels 45 peuvent être installés sur la potence 18 et en particulier sur les bras 20. Ces capteurs 45 permettent de déterminer les variations de distance entre le finisseur et le tender 5. Ces variations, traitées par l'automate de manoeuvre permettent à travers une platine électronique 46, d'actionner les moyens de commande d'avancement du tender 5 comme par exemple une servovalve non représentée, interposée sur le circuit hydraulique de commande des moteurs servant à l'entraînement des billes 10 et/ou 11 par exemple. Lorsque le tender 5 est automoteur, l'automate de manoeuvre 41 permet également lorsque le capteur de déplacement 42 indique un arrêt du finisseur, de commander automatiquement un mouvement de va et vient du tender 5, derrière le finisseur, pour éviter l'effet de poinçonnement de l'enrobé du fait du poids du tender sur ce dernier. Ce mouvement de va et vient a une amplitude limitée qui est fonction de la course offerte par le bras 20. L'automate 41 permet aussi, par des moyens appropriés, de contrôler l'accélération et la décélération du tender afin d'éviter tout déplacement de l'enrobé et en particulier la formation de bosses ou talus. La surface de la semelle 15 est suffisante pour réduire considérablement la pression exercée sur l'enrobé par le tender 5. Cette diminution de la pression évite v de poinçonner et de marquer l'enrobé d'une façon irrémédiable. Les marques laissées par le tender disparaissent lors de l'opération de compactage. L'automate de manoeuvre 41 peut encore servir à actionner la semelle 15 pour la faire passer de la position inactive lorsque le finisseur est en déplacement à la position active ctest-à-dire posée sur l'enrobé 9, lorsque le finisseur est à l'arrêt. L'automate de manoeuvre 41 comprend un système temporisateur interne qui permet de retarder le déplacement de la semelle 15 afin d'éviter sa mise en position active lorsque le finisseur marque un temps d'arrêt très court. Lorsque le finisseur démarre ou redémarre après un temps d'arrêt, il est nécessaire, préalablement à ce démarrage ou redémarrage, de mettre en oeuvre les électrovannes 48 qui commandent les vérins 14 pour relever la semelle 15. Aussi, le finisseur est de préférence équipé au niveau de ses moyens de commande d'avancement, d'un système temporisateur 49 qui, à travers l'automate de manoeuvre 41, diffère l'ordre d'avancement donné au finisseur 1 permettant ainsi le relevage de la semelle 15. On a représenté, figure 6, de façon schématique, les moyens qui permettent de réaliser un dosage automatique de l'émulsion bitumineuse à répandre. Ces moyens comprennent un automate de dosage 51, aui reçoit des informations à partir d'un pupitre de présélection 52 manoeuvré par l'opérateur ; ce pupitre permet à l'opérateur de choisir le dosage en fonction du chantier. L'automate 51 reçoit également des informations sur la quantité d'émulsion bitumineuse prélevée dans la citerne 6, au moyen par exemple de jauges de contrainte 53 qui permettent de réaliser une pesée en continu de cette citerne 6. D'autres informations, provenant du capteur de déplacement 42, arrivent à l'automate 51, lequel, en fonction de toutes ces informations et également des informations d'ouverture ou de fermeture des jets 54 des rampes 2, permet une action sur les moyens 55 et 56 associés à la rampe pour commander son ouverture ou sa fermeture, ou pour commander son déplacement. En effet, le capteur de déplacement 42 donne des informations sur la distance parcourue par la rampe les commandes d'ouverture ou de fermeture des jets 54 donnent une information sur la largeur d'épandage ; ces deux informations provenant du capteur 42 et des commandes de jets 54 permettent de déterminer la surface couverte par l'épandage. Les jauges de contrainte 53 apportent des informations sur le poids effectivement répandu, desquelles on peut déduire le dosage effectivement réalisé. En fonction de la pré-sélection opérée par l'opérateur au moyen du pupitre 52, l'automate 51 peut réaliser une correction du dosage en agissant sur les commandes de la rampe. Les signes de référence insérés après les caractéristiques techniques mentionnées dans les revendications ont pour seul but de faciliter la compréhension de ces dernières et n'en limitent aucunement la portée. - REVENDICATIONS 1.- Dispositif d'alimentation d'au moins une rampe de répandage d'émulsion bitumineuse installée sur un finisseur, caractérisé en ce qu'il consiste en une sorte de tender (5) monté sur rouleaux ou billes (10, 11), et en ce qu'il comprend, réunis sur un même châssis (13) : - au moins une citerne (6) contenant l'émulsion bitumineuse, munie de ses moyens de chauffage, - au moins un groupe de pompage (7) pour l'émulsion, disposé entre la citerne (6) et la tubulure d'alimentation de ladite rampe (2), - un groupe moteur (8) pour les besoins énergétiques du dispositif. 2.- Dispositif d'alimentation selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il roule directement sur la couche d'enrobé (9) déposée par le finisseur, et en ce qu'il comporte des moyens pour éviter le poinçonnement de ladite couche d'enrobé par les rouleaux ou billes (10, 11), lors de son arrêt. 3.- Dispositif d'alimentation selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'antipoinçonnement de la couche d'enrobé (9) qui consistent en un dispositif de commande de son déplacement, comprenant notamment un automate de manoeuvre (41), qui permet de lui imprimer un mouvement continu de va et vient sur ladite couche d'enrobé. 4.- Dispositif d'alimentation selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'antipoinçonnement de l'enrobé (9) qui sont constitués d'une semelle (15) de grande surface, disposée entre les rouleaux ou billes (10, 11), laquelle semelle, en prenant appui sur ledit enrobé permet de réduire de façon conséquente, la pression exercée par le tender à l'arrêt. 5.- Dispositif d'alimentation selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de détection de l'ordre de démarrage ou de redémarrage du finisseur (1), lesquels moyens à travers un dispositif temporisateur intégré à l'automate de manoeuvre (41), permettent d'activer la mise en position inactive de la semelle (15). 6.- Dispositif d'alimentation selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte un capteur de déplacement (42) qui permet de relever la vitesse réelle d'avancement du finisseur et, en particulier, de détecter son arrêt, lesquelles informations sont communiquées à l'automate de manoeuvre (41) qui agit à travers un dispositif temporisateur, sur les moyens de commande de la semelle (15). 7.- Dispositif d'alimentation selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte suspendu à une potence (18) aménagée à l'avant du tender, un boîtier de connexion (21) coopérant avec une platine (23) solidaire du finisseur (1), lequel boîtier rassemble les différentes conduites servant à l'alimentation de la rampe (2). 8.- Dispositif d'alimentation selon la revendication 7, caractérisé en ce que le tender (5) comporte une flèche (17) montée sur la chape (12) du rouleau de direction (10), permettant son accrochage sur le finisseur. 9.- Dispositif d'alimentation selon la revendication 7, caractérisé en ce que le tender (5) est du type automoteur et comporte des moyens en forme de capteurs (43, 45) qui permettent, au moyen d'un automate de manoeuvre (41), de guider ledit tender par rapport au finisseur (1) et de corriger les écarts au fur et à mesure du déplacement de ce denier. 10.- Dispositif d'alimentation selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte un automate de manoeuvre (41) qui agit sur une servovalve (46) branchée sur le circuit de commande d'avancement du tender, et sur une platine électronique (44) qui pilote le circuit hydraulique de direction dudit tender, à partir d'informations provenant respectivement d'un capteur de déplacement (42) servant à mesurer la distance et de capteurs directionnels (45) disposés sur la potence (18). 11.- Dispositif d'alimentation selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comporte un automate (51) servant au contrôle et à l'autocorrection du dosage de la quantité d'émulsion répandue, lequel automate agit sur les commandes de la rampe de répandage (2) en fonction : a) d'un capteur de déplacement (42) qui donne des informations sur la distance parcourue, b) du nombre de jets (54) sélectionnés au niveau de la rampe (2), qui donne la largeur de répandage, c) d'un système de mesure par jauges de contrainte (53), qui donne des informations sur le poids d'émulsion utilisée dans la citerne (6), d) du choix de l'opérateur, à travers un pupitre de présélection (52), qui donne le dosage souhaité.