Brevet FR2771426A1 — publié le 19990528

DISPQSITXF DE COMPACTAGE DU SOL L'invention concerne un dispositif destiné au compactage du sol comportant au moins un pied de compacteur soumis à des mouvements de levage par un dispositif d'entraînement excentrique. Pour le compactage d'un sol désagrégé, par exemple en cas de travaux de construction routière ou lors du remblayage de tranchées, on utilise de manière connue des compacteurs-vibreurs ou ce qu'il est convenu d'appeler des grenouilles . Dans une grenouille la pression de combustion d'un mélange de gaz, produite dans un cylindre, est transmise par un piston à une plaque de fond, et par suite de l'inertie de l'engin relativement lourd il est exercé sur la plaque de fond, formant un pied de compacteur, une force importante dirigée vers le bas, par laquelle le sol se trouvant au-dessous est compacté. Une grenouille de ce type fonctionne avec une course relativement grande, mais aussi avec une succession de courses relativement lentes. En revanche dans le cas de machines vibrantes le pied de compacteur est entraîné par l'intermédiaire d'un excentrique, qui permet une fréquence de travail considérablement supérieure, mais en règle générale une course plus petite. L'invention a pour but de réaliser un dispositif de compactage du sol, qui convienne en particulier aussi à des tranchées relativement étroites, telles qu'elles sont tracées pour la pose de câbles et qui permette une adaptation à des types de sols différents par réglage de la course et de la fréquence du mouvernent des pieds de compacteur. Ce but est atteint avec un dispositif de compactage du type précité en ce que le dispositif possède deux pieds de compacteur disposés l'un derrière l'autre, en ce que le dispositif d'entraînement excentrique présente deux bascules excentriques du type à double levier, à partir du milieu desquelles le mouvement de levage est transmis à chaque pied de compacteur, en ce que chacune des deux bascules excentriques s'articule par sa première extrémité à un premier excentrique et par sa deuxième extrémité à un deuxième excentrique et les deux premiers excentriques ainsi que les deux seconds excentriques sont décalés respectivement de 180 les uns par rapport aux autres, et en ce que les premiers excentriques sont d'angle réglable par rapport aux seconds excentriques en vue du réglage de la course. Grâce au fait qu'il est prévu deux pieds de compacteur fonctionnant en opposition de phase, on peut obtenir non seulement un compactage plus rapide mais également plus uniforme de tranchées même étroites remblayées de matériaux en vrac. Grâce à la possibilité de réglage de la cours et de la fréquence à laquelle fonctionnent les pieds de compacteurs, l'opération de compactage peut être adaptée de manière optimale à la nature du sol et à son matériau, car le compactage pose d'autres exigences par exemple pour les sols argileux que par exemple pour les sols sableux. C'est ainsi que l'on peut travailler avec une course réduite et une grande fréquence pour les sols relativement solides, déjà précompactés par exemple, tandis que les sols souples peuvent être mieux compactés avec une grande course et une fréquence réduite. L'utilisation de bascules excentriques à partir du centre desquelles le mouvement de levage est transmis aux pieds de compacteur permet un réglage de la course d'une réalisation aisée, même pendant le fonctionnement, par réglage de l'angle de phase entre les deux excentriques, qui agissent aux extrémités de la bascule excentrique. Si les deux excentriques tournent en phase, la bascule excentrique se déplace alors parallèlement à elle-meme avec la course maximale; Si les deux excentriques fonctionnent à contre-phase, la bascule excentrique oscille alors autour de son centre, qui n'exécute alors aucun mouvement linéaire, la course étant donc nulle. Par réglage d'angles compris entre 0 et 1800 entre les deux excentriques, chaque course peut être réglée entre zéro et la valeur maximum. Pour chaque pied de compacteur, il est prévu un tel système à excentriques, et les deux systèmes fonctionnent parallèlement et en opposition de phase l'un par rapport à I 'autre, de sorte e que les deux pieds de compacteur compactent alternativement. nn excentrique d'un système et un autre excentrique de IL autre système, decalés de 180 , sont montés avantageusement sur un arbre commun, de sorte que le synchronisme entre les deux svstemes est assuré forcément et de facon simple. Le synchronisme entre les deux arbres d'entrainement d'excentrique peut s'obtenir par l'intermédiaire d'un couplage mécanique, qui permet un réglage de l'angle de phase entre les deux axes, afin de pouvoir régler les types d déplacement différents mentionnes ci-dessus de la bascule excetrigue. Un tel couplage peut être réalisépar exemple avec un engrenage planétaire, qui permet, avec ses trols arbres, un choix approprié de l'entrainement, de la prise de mouvement et du recalage entre l'entraînement et la prise de mouvement. Une solution favorable s'obtient lorsque l'on relie la roue principale à un arbre d'entraînement d'excentrique et lorsque 1 'on couple la roue extérieure à l'autre arbre d'entraînement, l'angle de phase entre les deux arbres d'entrainement pouvant être modifie a volonté par l'intermédiaire d'un réglage du portesatellites. A cet effet on peut pourvoir le portesatellites d'une denture sur laquelle travaille une unite de réglage, par exepmle sous la forme d'une vis sans fin auto-bloquante e s'engageant directement ou par une roue intermédiire ; mais d'autrs mecanismes aussi sont possibles qui permettent d'exécuter le réglage voulu. Pour ne pas devoir transmettre la force d'entrainement d'un arbre d'entraînement à l'autre, par l'intermediaire de ce mécanisme de transmission, on peut relier avantageusement chacun des deux arbres d'entrainement a son propre moteur d'entrainement et synchroniser ces moteurs ci entraînement Dans le cas de l'utilisation de moteurs hydrauliques, ceci peut s'obtenir de façon simple par un montage en série. Le mécanisme de couplage peut alors fonctionner pratiquement sans force et détermine uniquement l'angle de phase entre les deux arbres d'entraînement. Il est avantageux en outre de faire que les pieds de compacteurs soient échangeables de manière à pouvoir choisir un pied de largeur adaptée suivant la largeur de la tranchée. Le pied avant et le pied arrière peuvent aussi être conçus différemment, par exemple le pied avant avec un plan d'attaque plus long et s'étendant éventuellement plus à plat, qui précompacte déjà le matériau à compacter, avant que la surface de compactage principale n'entre en action. Pour le pied arrière ceci n'est pas nécessaire, car celuici ne doit plus réaliser pratiquement qu'un compactage complémentaire. Une variante intéressante de l'invention consiste en outre à réaliser automatiquement l'adaptation de la course et de la fréquence à la nature respective du sol, en ce que par exemple à l'aide d'un capteur de vibrations est détectée l'intensité des vibrations que l'appareil indique en tant que réaction à la dureté du sol, de sorte que sur la base des conclusions qui en sont tirées, les réglages adaptés de la course et de la fréquence peuvent être sélectionnés dans le sens d'un compactage optimal, sans surcharge des moteurs d'entraînement. Le dispositif suivant l'invention peut être fixé de manière pratique, par l'intermédiaire d'une bascule à parallélogramme, sur un véhicule qui roule le long de la tranchée, de sorte qu'en direction verticale, donc dans la direction du compactage, il est désaccouplé du véhicule, mais en direction horizontale ou direction d'avance il est entraîné par le véhicule. Diverses autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortent de la description détaillée qui suit. Une forme de réalisation fi: de invention est représentée à titre d'exemple non limitatif sur les dessins annexés. La fig. 1 est une vue de côté schématique du dispositif suivant l'invention; la fig. 2 est un croquis illustrant l'entraînement des bascules excentriques vues en direction axiale; la fig. 3 montre le mécanisme de la fig. 2 dans une vue tournée de 90"; la fig. 4 représente le schéma d'un engrenage planétaire pour le couplage des deux arbres d'entraînement d' excentrique; la fig. 5 est une vue de dessus en partie en coupe de l'entraînement excentrique avec le mécanisme de couplage planétaire; et la fig. 6 est une vue correspondant à la fig. 2 lors du réglage opposé de la position des phases des arbres d'entraînement. La vue schématique de la fig. 1 montre une unité d'entraînement 2, qui est montée par une suspension trapézoïdale non représentée sur le côté d'un véhicule non représenté non plus, qui guide le dispositif de compactage le long et au-dessus de la tranchée remblayée. A l'unité d'entraînement 2 fait suite à la partie inférieure, un carter 4 dans lequel sont guidées les tiges de poussoir 6, à la partie inférieure desquelles se trouvent les pieds de compacteur 8. Comme le montre la fig. 1, les pieds 8 fonctionnent alternativemen-t et en opposition de phase, c'est-à-dire que lorsqu'un pied compacte, l'autre se trouve précisément en haut. Le pied de compacteur avant gauche présente une surface d'attaque 10 plus longue que le pied de compacteur arrière droit, afin de mieux appréhender et précompacter le matériau encore désagrégé. Les figures 2 et 3 représentent le schéma du mécanisme à bascules excentriques, qui contient deux bascules excentriques 12a et 12b, au milieu de chacune desquelles s'articule une barre 14a ou 14b, qui forment à la partie inférieure les jambes 6 sur lesquelles sont fixés les pieds de compacteur 8. Les articulations correspondantes sont désignées par 16a et 16b. Aux extrémités des bascules excentriques se trouvent d'autres articulations, qui pour la bascule 12a sont désignées par 18a et 20a, pour la bascule 12b par 18b et 20b. A ces articulations s'articulent des organes de transmission 22a, 22b et 24a, 24b, par lesquels les bascules excentriques sont reliées aux excentriques 26a, 26b et 28a, 28b. Les excentriques 28a et 28b reposent, décalés de 1800 l'un par rapport à l'autre, sur un arbre d'entraînement 30 commun, et de la même manière les excentriques 28a et 28b, décalés de 1800 l'un par rapport à l'autre, sont calés sur un arbre d'entraînement 32. Ces deux arbres tournent à la même vitesse, de sorte que les excentriques tournent à la même vitesse et pour le réglage illustré sur la fig. 2, les deux extrémités des bascules excentriques 12a et 12b se déplacent de manière synchrone vers le haut ou vers le bas de sorte que les bascules excentriques oscillent parallèlement à elles-mêmes et que leurs articulations centrales 16a, 16b exécutent une course maximale donnée par ltexcentricité, les deux bascules excentriques 12a, 12b se déplaçant à contre-phase, à cause du décalage de 1800 des excentriques 26a et 26b ou 28a et 28b, et en conséquence les deux pieds de compacteur 8 selon la fig. 1 fonctionnent alternativement. Si l'on modifie l'angle de phase entre les deux arbres d'entraînement 30 et 32 et donc entre les excentriques 26a, 26a et 28a, 28b d'autre part, les extrémités des bascules excentriques 12a, 12b ne sont plus déplacés simultanément vers le haut et vers le bas, mais le mouvement de montée d'une extrémité se recoupe partiellement avec un mouvement de descente de l'autre extrémité, de sorte que les bascules excentriques oscillent autour de leurs articulations centrales 16a, 16b. Le mouvement de levage de ces articulations centrales devient ainsi plus petit et donc le mouvement de levage des pieds de compacteur 8 se réduit en conséquence. Pour le réglage illustré sur la fig. 6, le déphasage entre les excentriques 26a, 26b et 28a, 28b est réglé sur 180o, de sorte que les extrémités des bascules excentriques se déplacent exactement en sens contraire et que leurs articulations centrales n'exécutent plus de mouvement de levage. Par réglage de la phase entre les excentriques couplés avec les extrémités droites et les extrémités gauches des bascules excentriques ou entre leurs arbres d'entraînement 30 et 32, entre 0 et 1800, on peut ainsi régler chaque course entre 0 et le maximum. A cet effet on a recours pour l'exemple de réalisation décrit à l'engrenage planétaire illustré sur les figures 4 et 5, la fig. 5 étant une vue de dessus du dispositif constitué de l'engrenage planétaire et du mécanisme excentrique. Le schéma de l'engrenage planétaire, qui accouple entre eux les deux arbres d'entraînement 30 et 32 pour les excentriques, ressort de la fig. 4. Pour charger aussi peu que possible l'engrenage planétaire, les deux arbres 30 et 32 sont accouplés chacun à leur propre moteur d'entraînement hydraulique, et dans le cas d'un montage en série des circuits hydrauliques de ces deux moteurs on peut obtenir un bon synchronisme entre les deux arbres. Par le couplage au moyen de l'engrenage planétaire, il ne se produit pratiquement donc pas de transmission de forces, mais seul l'angle de phase entre les deux arbres d'entraînement 30 et 32 est déterminé et donc entre les excentriques correspondants avec lesquels les bascules excentriques sont couplées. Dans un exemple de réalisation pratique, la disposition est telle que l'arbre 32 est relié à la roue principale 34 de l'engrenage planétaire. La roue principale engrène avec deux roues satellites 36 dont les axes sont fixés sur un porte-satellites 38. Les roues satellites 36 engrènent de leur côté avec une roue extérieure dentée à l'intérieur ou une couronne 40, qui engrène en outre, par l'intermédiaire d'une denture extérieure, avec une première roue intermédiaire 42, qui est couplée à l'arbre d'entraînement 30, par une deuxième roue intermédiaire 44. Les rapports de transmission sont choisis de manière que les deux arbres d'entraînement 30 et 32 tournent entre eux de manière synchrone et avec une phase fixe, avec la relation des phases réciproques réglée dans chaque cas. Etant donné que chacun de ces arbres est relié à son propre moteur d'entraînement, par l'intermédiaire de ce mécanisme de couplage, seul le synchronisme doit être maintenu, sans qu'il soit nécessaire de transmettre des forces d'entraînement. Pour modifier l'angle de phase entre les deux arbres d'entraînement 30 et 32, il est possible de régler la position angulaire du porte-satellites 38, comme l'indiquent les deux flèches de la fig. 4. Si l'on envisage de faire tourner légèrement le porte-satellites dans le sens de la flèche alors que l'arbre 32 est fixe, on modifie ainsi la position des deux roues satellites 36 et en conséquence la position angulaire de la roue creuse 40. De ce fait la première et la deuxième roues intermédiaires 42, 44 sont aussi tournées légèrement et donc l'arbre 30 est tourné d'un angle correspondant par rapport à l'arbre 32. Ce réglage angulaire entre les arbres d'entraînement 30 et 32 peut être réalisé entre 0 et 1800, de sorte que les excentriques 26a, 26b et 28a, 28b calés sur ces arbres sont réglables également l'un par rapport à l'autre sur un angle de phase compris entre 0 et 180 et donc le réglage de course exposé ci-dessus pour le mouvement des pieds de compacteur est possible entre 0 et une course maximale. Pour le réglage du porte-satellites 33, celui-ci engrène dans l'exemple de réalisation décrit, par une denture extérieure avec une roue de réglage de course 46, qui peut être réglée par exemple par l'intermédiaire d'un mécanisme à vis sans fin non illustré, dont le filetage est conçu auto-bloquant, de sorte que le réglage choisi dans chaque cas ne peut se modifier de lui-même. REV:FNDICATIONS 1. Dispositif destiné au compactage du sol comportant au moins un pied de compacteur soumis à des mouvements de levage par un dispositif d'entraînement excentrique, caractérisé - en ce que le dispositif possède deux pieds de compacteur (8) disposés l'un derrière l'autre, - en ce que le dispositif d'entraînement excentrique présente deux bascules excentriques (12a, 12h) du type à double levier, à partir du milieu desquelles le mouvement de levage est transmis à respectivement un pied de compacteur, - en ce que chacune des deux bascules excentriques s'articule par sa première extrémité à un premier excentrique (26a, 26b) et par sa deuxième extrémité à un deuxième excentrique (28a, 28b) et les deux premiers excentriques ainsi que les deux seconds excentriques sont décalés respectivement de 1800 les uns par rapport aux vautres, - et en ce que les premiers excentriques (26a, 26b) sont d'angle réglable par rapport aux seconds excentriques (28a, 28b) en vue du réglage de la course. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour le réglage de l'angle entre les premiers et les seconds excentrique (26a, 26b) ou (28a, 28b), leurs axes d'entraînement (respectivement 30 et 32) sont accouplés entre eux par l'intermédiaire d'un mécanisme de couplage réglable, de préférence un engrenage planétaire (32 à 44). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les deux premiers excentriques (26a, 26b) et les deux seconds excentriques (28a, 28b) reposent chacun sur un premier, respectivement un deuxième arbre d'entraînement (30 respectivement 32) commun, en ce que la roue principale (34) de l'engrenage planétaire est reliée à l'un des arbres d'entraînement (32), sa couronne (40) est accouplée à l'autre arbre d'entraînement (30), tournant à la même vitesse de rotation, et son porte-satellites (38) est fixe et est réglable dans sa position angulaire par l'intermédiaire d'un dispositif de réglage (roue de réglage de course 46). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le porte-satellites (38) est réglable éventuellement par une roue intermédiaire (roue de réglage de course 46), à l'aide d'une unité de réglage. 5. Dispositif selon les revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que les deux arbres d'entraînement (30, 32) sont reliés chacun à leur propre moteur d'entraînement. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moteurs d'entraînement sont des moteurs hydrauliques montés en série. 7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les pieds de compacteur (8) sont échangeables. 8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par un réglage automatique de la course et de la fréquence, commandé par un capteur du mouvement des pieds de compacteur. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le capteur est un capteur de vibrations.