Brevet FR2732373A1 — publié le 19961004

OBJET: Conception et Création d'une machine prototype permettant de réaliser à partir d'un béton frais, des bordures de voiries coulées en place et en continu et ce, sur tous types de supports constituant une chaussée routière (Grave naturelle, grave bitume, enrobé etc.). APPLICATION: Son application est industrielle et s'adresse aux entreprises de travaux publics intéressées par des bordures de types TI. , AC1. .,CC1. ,il. . etc.. ,mais également aux particuliers par des bordurettes de jardin, plus petites. En matière de bordures coulées en place, il existe à ce jour sur le marché, des machines de gabarit très imposant et très lourd qui demandent l'utilisation d'un porte char pour le transport. La machine que j'ai conçue se veut être beaucoup plus petite, plus maniable et donc s'adapte parfaitement aux petits chantiers (50 à 200 ml). En effet, les dimensions réduites de ce prototype lui permettent une grande mobilité, de plus il est démontable et peut être transporté sur une simple remorque, attelé derrière une voiture ou un fourgon. De plus j'ai voulu que cette machine soit fiable, et cette fiabilité vient essentiellement de sa structure de type poutre.C'est en effet sur cette poutre que sont montées des roues gonflables, i'ensemble formant un système homogène. La poutre structure permettant l'absorbtion de toutes les déformations du support, creux ou bosses (support sur lequel sera coulée la bordure) et donc régule la position du moule, situé en queue de poutre. Rappellons que ce moule est fixe et solidaire de la poutre, Le résultat constaté est que même sur un support déformé de plus ou moins 3 cm, par rapport à une ligne médiane, soit une amplitude de 6 cm, le fil d'eau de la bordure coulée ne ferait qu'un écart de 3 mm, soit 6 mm d'amplitude. De plus, pour les déformations plus importantes appelées "flash" de l'ordre de 7cm sur 20 Mètres de 'ongueur, le prototype est équipé d'un système laser. Un récepteur est monté en bout de flèche à une hauteur prédéfinie. Un émetteur est placé en station et diffuse un faisceau laser à une hauteur constante. Lorsque le récepteur ne capte plus le faisceau laser (pendant l'avancement de la machine), il suffit d'actionner les manivelles des roues eS simultané de manière à faire monter ou descendre la poutre et de remettre ainsi le récepteur en ligne avec le faisceau laser. Le moule, situé en queue de poutre, se voit lui aussi réaligné. Toutes ces manoeuvres se réalisent sans discontinuité et n'entravent pas l'avancement de la machine. PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT: Le béton frais est amené par toupie sur chantier. Le camion toupie déverse lentement son béton dans la trémie (4) du prototype. Le béton glisse jusqu'à une vis sans fin (1O).Cette opération est effectuée manuellement par une personne munie d'une pelle. La vis ,reliée au moteur par courroie et chaine, tourne en fonction du régime du moteur (3).En tournant la vis achemine le béton et " bourre" le moule (6). Le moule une fois rempli, la vis continu à alimenter la cage(5-ll) ce qui provoque une poussée, caractérisant ainsi l'avancement du prototype. Réglage et pilotage de la machine. Le prototype est préréglé avant le commencement du chantier sur des points de référence, aussi bien en altimétrie (on joue sur la Hauteur des roues pour positionner la hauteur du moule) qu'en planimétrie (alignement par rapport à un tracé sur le sol). La machine en état d'avancement est pilotée par une personne située à la hauteur du moule. C'est cette même personne qui tient la goulotte du camion toupie et fait tomber le béton dans la trémie. En parallèle il guide en planimétrie la machine grace aux commandes (volant) (16) et peut à tout moment intervenir sur la hauteur du moule, altimétrie, en agissant sur les moteurs électriques reliés respectivement à toutes les roues.Toutes ces manipulations se faisant sans discontinuité. La machine peut travailler aussi bien sur terrain de même niveau (voir exemple) qu'en tranchée. En tranchée deux cas se présentent. 1er cas: Le moule ainsi que toutes les roues situées dans le même alignement repose dans la tranchée. 2eme cas: Le moule seulement repose dans la tranchée. Dans ce cas le moule aura été fixé par rapport à la poutre porteuse en "déporté" Dans les virages, la poutre peut soit s'articuler par rapport à l'axe (16) et suivre ainsi la trajectoire courbe, ou soit être télescopique. Dans ce dernier cas, toutes les roues situées a l'avant des roues directrices (2) peuvent glisser et reculer jusqu'à la hauteur des roues directrices.Cette manipulation est très utile pour lès faibles rayons de courbures et facilite ainsi le virage. La structure cadre (18), permet l'équilibre latérale de la machine. Le Chassis (9H18) Cette machine est constituée d'un chassis en deux partie I erpartie: La structure de type poutre (9). Cette poutre est démontable et sa longueur totale peut varier de 3 à 5 mètres, en fonction de la précision que l'on désire obtenir. Variante :La structure de type poutre peut être articulé (16-15), ce qui permet une meilleure stabilité dans les virages. Dans les virages encore plus serrés, un chassis télescopique peut être adapté. La partie du chassis située devant les roues directrices pouvant par un système d'emboitement télescopique se rentrer entièrement sous le moteur, réduisant ainsi la longueur et permettant les virements. Le virage une fois exécuté, la poutre se redéploie tout ou partie. 2 eme partie: La structure de type cadre (18). La structure cadre, permet l'équilibre latérale de la machine. Cette structure cadre peut être placée indépendamment à droite (comme sur vue de dessus) ou à gauche de la structure poutre en fonction des dispositions du chantier. Cette structure cadre peut être munie de deux roues (comme sur vue de dessus) ou d'une seule Cette dernière reprendrait les mêmes efforts et serait placée sur un axe reliant actuellement les roues (1) et (2) de la structure cadre. Cette structure cadre permet également le réglage latérale appelé aussi réglage de niveau. Les roues étant équipées de manivelles ou de moteurs électriques, ce niveau peut être maintenu soit manuellement ou soit automatiquement. Manuellement, il suffit d'actionner la ou les manivelles pendant l'avancement de la machine. Automatiquement, un système de balancier, niveau électronique, couplé aux moteurs électriques (8) apportera ce réglage instantanément. Les roues (1 ) H2) Elles peuvent être soit directrices(2), soit folles (1) Dans tous les cas ces roues peuvent être soit gonflables, soit pleines et montées sur ressorts ou amortisseurs. Le nombre n'est pas limitatif, 7 sur l'exemple. Elles sont réparties équitablement tout au long de la poutre. Elles sont toutes re'glables en hauteur manuellement ou automatiquement. Manuellement, à l'aide de manivelles. Automatiquement par un système de moteur électrique(8) couplé à un récepteur laser (7), préalablement réglé. Les contre poids (14) Ces contre poids permettent une meilleure répartition des charges sur la poutre et contre balancent les efforts que celle-ci subit. Ils sont fixes ou amovibles. La trémie (5) C'est dans la trémie que tombe le béton acheminé sur chantier par camion toupie. Une fois dans la trémie, une personne munie d'une pelle fait glisser lentement ce béton jusqu'à la vis d'alimentation (10). Le système de pilotage (17) C'est à cet endroit que sont réunies la plupart des commandes essentielles au pilotage de la machine. Réglage en planimétrie: La personne affectée au pilotage dispose d'un volant relié aux roues directrices par un système de renvoi de cables et poulies. Le pilote à pour but de faire suivre le guide (fixé sur la poutre) sur une ligne au sol préalablement tracée et symbolisant le futur emplacement de la bordure. Réglage en altimétrie: 2 cas se présentent: 1 er cas: Le support sur lequel sera coulée la bordure correspond aux tolérances acceptables par la machine (6cm d'amplitude) Dans ce cas prototype est préréglé avant le commencement du chantier sur le point de référence, altimétrique (on joue sur la Hauteur des roues pour positionner la hauteur du moule). 2ème cas: Le support est hors tolérance. Après le préréglage, Le récepteur laser (7) couplé aux moteurs actionne en temps réel la montée et la descente des roues. Système d'alimentation du béton et de propulsion de la machine. Sous le capot (3), se trouve le moteur (12) qui est relié à la boite à vitesse (13) par une courroie. De la boite à vitesse sort un pignon cranté qui est relié à la vis (10) par une chaîne. La vis sans fin est montée sur un axe rigide muni de plusieurs roulements. En marche, Le béton glisse jusqu'à la vis sans fin (10) enrobée d'une cage circulaire ouverte (5). En toumant, la vis achemine le béton dans la cage fermée (11), puis " bourre" le moule (6). Le moule une fois rempli, la vis continu à alimenter la cage fermée ce qui provoque une poussee, caractérisant ainsi l'avancement du prototype. Le moteur à une puissance variant de 8 à 12 CV. Le diamètre de la cage varie de 20 à 30 cm, celui de la vis varie de 16 à 25cm.Le choix de la dimension de la cage et de la vis est fonction du choix du moule donc du type de bordure à couler. Le moule (6) Le moule de 50 cm de longueur est fixé en queue de machine sur une cage fermée. Ce moule est solidaire du chassis. De la forme du moule dépendra la forme de la bordure coulée. Pour certains moules, une partie conique est rajoutée entre la jonction moule et cage fermée. Variantes: I'ensemble vis + cage + moule, I'ensemble peut être monté en déporté par rapport à la poutre. Ex: Sur la vue de dessus l'ensemble se positionnera à gauche de la structure poutre (par rapport au sens d'avancement). La chaine reliant la vis à la boîte à vitesse se verra rallongée. De plus, un système de réglage altimétrique automatique peut y être incorporé, il remplacera le réglage sur roue. La hauteur des roues sera figée, par conséquent la hauteur de la poutre aussi, c'est l'ensemble vis + cache + moule qui monté sur vérin électrique pourra monter ou descendre par rapport au terrain naturel et donc déterminera la position altimétrique du moule. Pour des "Flash" important, le moule sera équipé de "joues" amovibles. La nature des matériaux employés pour la fabrication de la machine ne constitue pas en soit une revendication. REVENDICATIONS 1) Dispositif permettant de réaliser à partir d'un béton frais des bordures de voirie coulées en place et en continu et ce sur tous types de support préalablement réglé dans les tolérances exigées par la machine (6 cm d'amplitude) caractérisé en ce qu'il comporte une structure de type poutre (9) muni de roues gonflables permettant l'absorption des déformations du support, structure poutre sur laquelle sont fixés un moule (6), une vis sans fin (10), une cage ouverte (5), une cage fermée (6), le tout relié au moteur (12), et boîte à vitesse (13), par courroie et chatne qui en fonctionnement fait tourner la vis sans fin qui achemine le béton, béton préalablement versé dans la trémie, et "bourre" le moule de façon continue jusqu'à provoquer une poussée ou glissement, déterminant ainsi l'avancement de la machine. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la poutre(9), de longueur variable repose sur plusieurs roues situées dans l'alignement du moule . Ce sont ces roues qui servent de référentie au réglage altimétrique de la bordure 3) Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que la poutre repose sur des roues pleines montées sur ressorts ou amortisseurs, ou bien gonflables. 4) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la structure cadre(1 8) peut être placé indépendamment à droite ou à gauche de la poutre (9). 5) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le moule (6), peut etre placé indépendamment, en queue de poutre , ou même en déporté. 6) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que c'est une vis (10) enrobé dans une cage ouverte (5) puis fermée (11) le tout reliée à une boite à vitesse (13) et moteur (12) qui assure le remplissage du moule (6). 7) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que c'est une vis (10) enrobé dans une cage ouverte (5) puis fermée (11) le tout reliée à une boite à vitesse (13) et moteur (12), assure le remplissage du moule (6) et provoque une poussée caractérisant l'avancement de la machine. 8) Dispositif selon là revendication 1 caractérisé en ce que soit la poutre ou soit l'ensemble vis + cage + moule peuvent être réglable en hauteur manuellement (manivelles), ou automatiquement, piloté par un récepteur laser couplé à des moteurs électriques et jouant ainsi en altimétrie