Brevet FR2773565A1 — publié le 19990716

La présente invention concerne une machine pour réaliser des rainures dans le sol pour y déposer ensuite, par exemple, des objets allongés tels que des câbles à fibres optiques et/ou électriques. Dans une application particulière, quoique non exclusive, la machine est particulièrement appropriée à pratiquer des rainures dans le revêtement d'asphalte à base de goudron ou bitume, ou analogue des routes, autoroutes, pistes, etc On connaît déjà des machines pour réaliser des rainures dans le sol et elles comportent généralement un châssis mobile apte à reposer sur le sol et un équipement de coupe à disque rotatif unique, lié au châssis. Lors du déplacement ou de l'avance du châssis, le disque rotatif attaque perpendiculairement le sol pour réaliser progressivement dans celui-ci la rainure à la profondeur souhaitée. Bien qu'elles soient largement utilisées, ces machines présentent néanmoins des inconvénients. En effet, en fonction de la profondeur de la rainure à réaliser et de la nature du revêtement, le disque de coupe de l'équipement se détériore plus ou moins rapidement de sorte que l'on doit procéder fréquemment à son remplacement. Cela implique un arrêt de la machine à chaque fois que l'on procède au changement du disque de coupe, ce qui interrompt tout le processus de mise en place du câble dans la rainure. La vitesse de pose de ce dernier se trouve alors considérablement réduite. Par ailleurs, un refroidissement par liquide (eau) du disque de coupe est effectué durant la réalisation de la rainure, si bien que, après sa réalisation et avant la pose du câble, on procède au nettoyage puis au séchage de la rainure, ce qui augmente encore le temps de pose du câble. La présente invention a pour objet de remédier à ces inconvénients. A cet effet, la machine pour réaliser des rainures dans le sol ou analogue, du type comportant un châssis mobile apte à reposer sur le sol et un équipement de coupe lié audit châssis pour effectuer ladite rainure à une profondeur prédéterminée, est remarquable, selon l'invention, en ce que ledit équipement de coupe comprend au moins - un premier disque rotatif de coupe, disposé dans un plan sensiblement orthogonal au sol et apte à s'engager dans celui-ci sur une profondeur inférieure à ladite profondeur prédéterminée ; et - un second disque rotatif de coupe, disposé dans le même plan que le dit premier disque, dans son prolongement en arrière du premier disque par rapport au sens d'avance dudit châssis, et apte à s'engager dans le sol jusqu'à ladite profondeur prédéterminée. Ainsi, grâce à la réalisation de l'équipement de coupe en deux disques rotatifs agencés en série, la profondeur de la rainure à effectuer est partagée en deux profondeurs de passe exécutées respectivement par les deux disques. Du fait qu'ils travaillent sur une profondeur réduite, par exemple de moitié, I'usure des disques est considérablement diminuée, ce qui permet d'augmenter la vitesse d'avance de la machine et, donc, la vitesse de pose du câble. Dans un mode préféré de réalisation, les premier et second disques présentent des diamètres identiques, les axes de rotation des premier et second disques étant alors décalés l'un de l'autre d'une distance correspondant à la différence entre la profondeur réalisée par ledit premier disque et la profondeur prédéterminée réalisée par ledit second disque. Cela permet de limiter les coûts de maintenance et de gestion, ainsi que de simplifier la réalisation de la machine. Cependant, on pourrait avoir deux disques de diamètres différents, le diamètre du premier disque étant inférieur au diamètre du second disque. En particulier, chaque disque dudit équipement peut être logé dans un carter associé au châssis et auquel est lié un sabot, prolongeant latéralement ledit carter et se terminant par une plaque de base qui vient en appui contre le sol et qui est munie d'une fente pour le passage du segment de disque destiné à réaliser la rainure. Chaque disque est alors confiné, à l'exception du segment pour le creusage de la rainure, dans le carter et son sabot. Grâce à cet agencement, chaque carter est avantageusement muni d'une prise d'aspiration apte à être reliée à une unité d'aspiration des déblais produits lors de la réalisation de la rainure par lesdits disques de coupe rotatifs. Ainsi, on procède à un nettoyage par voie sèche des déblais, simultanément à la réalisation de la rainure, de sorte que celle-ci est directement nettoyée par aspiration après le passage de la machine. On s'affranchit donc des inconvénients inhérents à un nettoyage par voie liquide. Par ailleurs, I'aspiration engendrée dans l'intérieur du carter pour les déblais participe également au refroidissement des disques, en évacuant l'énergie calorifique produite. Pour optimiser l'aspiration, la prise d'aspiration prévue dans chaque carter est sensiblement tangente à la périphérie du disque, en sortie de la rainure. En outre, chaque disque est de préférence monté sur un plateau d'inertie, solidaire de l'arbre de rotation d'un moteur d'entraînement. Les disques peuvent être alors entraînés à une vitesse de rotation élevée, sans risquer des problèmes de bourrage, grâce à l'inertie supplémentaire fournie par chaque plateau. De plus, chaque disque est rapporté sur le plateau d'inertie par une fixation amovible à montage/démontage rapide. Aussi, chaque sabot peut comporter plusieurs plaques de base d'épaisseurs différentes et/ou identiques qui sont empilées les unes sur les autres pour régler la hauteur de sortie dudit segment du disque par rapport à la face inférieure de la plaque venant au contact du sol. L'invention concerne également un ensemble mécanisé pour la pose d'objets allongés tels qu'un câble ou analogue, dans le sol, du type comportant un engin motorisé, une réserve dudit objet et une machine pour réaliser une rainure dans le sol destinée à recevoir ledit objet allongé. Avantageusement, la machine est telle que définie précédemment et est attelée audit engin motorisé. L'ensemble mécanisé comprend, de plus, une unité mobile d'aspiration des déblais produits lors du creusage de la rainure, ladite unité étant attelée audit engin motorisé et reliée aux prises d'aspiration prévues sur les carters des disques de ladite machine. Afin de réduire l'encombrement dudit ensemble, ladite machine et ladite unité sont disposées en parallèle l'une de l'autre et sont attelées à l'arrière dudit engin motorisé par rapport à son sens d'avance. Selon une autre caractéristique, L'ensemble mécanisé comprend de plus - un premier dispositif pour la pose de l'objet allongé issu de ladite ré serve, dans le fond de la rainure, ledit premier dispositif étant situé dans le prolongement de ladite machine et relié à celle-ci ; et - au moins un second dispositif pour la pose d'un joint de protection sur l'objet allongé déposé, ledit second dispositif étant situé dans le pro longement dudit premier dispositif et relié à celui-ci. Par exemple, chaque dispositif comporte une roue à gorge et un talon s'engageant partiellement dans ladite rainure et formant, avec ladite roue à gorge, une gouttière dans laquelle passe ledit objet allongé ou ledit joint. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables. La figure 1 est une vue en plan longitudinal d'un ensemble motorisé conforme à l'invention, pour la pose d'un câble dans le sol, incluant la machine pour réaliser la rainure de réception dudit câble dans le sol. La figure 2 est une vue de dessus partielle dudit ensemble motorisé de la figure 1. La figure 3 montre la machine selon l'invention, à laquelle sont associés les dispositifs de pose du câble et des joints. Les figures 4 et 5 sont respectivement des vues en coupe des premier et second disques selon les lignes IV-IV et V-V de la figure 3. La figure 6 est une vue partielle d'un des carters des disques, permettant le montage-démontage rapide de ceux-ci. Les figures 7A à 7F montrent schématiquement les phases principales pour réaliser la rainure, poser le câble dans celle-ci et obturer la rainure. L'ensemble mécanisé 1 montré sur la figure 1 a pour but d'effectuer la pose d'un câble C au fond d'une rainure R pratiquée dans le revêtement RV généralement en asphalte, d'une route ou autoroute RO. Dans l'exemple de réalisation illustré, L'ensemble mécanisé 1 comprend un engin motorisé 2 qui porte à l'avant, par l'intermédiaire d'un dispositif de préhension et de levage 3, un touret 4 autour duquel est enroulée la réserve de câble C à poser. A l'arrière de l'engin motorisé sont attelés en parallèle, d'une part, une machine 5 conforme à l'invention pour réaliser la rainure R dans le revêtement et des premier et second dispositifs 6 et 7 pour guider respectivement la pose du câble C dans le fond de la rainure et la pose de joints de protection J sur le câble posé et, d'autre part, une unité mobile 8 d'aspiration des déblais produits par le creusage de la rainure. On voit notamment sur la figure 2 que la machine 5 et les dispositifs 6 et 7 sont disposés en ligne, parallèlement à l'unité d'aspiration. La machine 5 est par ailleurs portée par un dispositif de liaison 9 connu en soi situé à l'arrière de l'engin motorisé 2 et permettant de lever, d'abaisser, d'incliner et d'orienter la machine comme on le souhaite. Quant à l'unité d'aspiration 8, elle est montée sur une remorque 10 qui est attelée à l'arrière de l'engin, et elle est reliée à la machine 5 comme on le verra ultérieurement. La machine 5 illustrée sur la figure 3 comporte un châssis 11 articulé au dispositif de liaison 9 de l'engin et un équipement de coupe 12 lié au châssis et destiné à effectuer la rainure R dans le revêtement RV à une profondeur déterminée P. Conformément à l'invention, I'équipement 12 se compose, dans cet exemple de réalisation, de deux disques de coupe rotatifs, un premier 14 et un second 15, disposés en série l'un derrière l'autre, dans un même plan sensiblement orthogonal au revêtement ou au sol, c'est-à-dire vertical. Avantageusement, le premier disque 14, situé du côté de l'engin, est réglé de facon à s'engager dans le revêtement RV sur une profondeur P1, inférieure à la profondeur prédéterminée P de la rainure à effectuer, généralement la moitié de celle-ci, tandis que le second disque 15, situé dans le prolongement du premier, est réglé pour terminer la rainure à la profondeur P. Ainsi, la rainure R est réalisée en deux passes, réduisant considérablement l'usure des disques. Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 3, les deux disques i 4 et i 5 sont identiques structurellement et dimensionnellement de sorte que, pour réaliser la rainure en deux passes, les axes de rotation X et Y des premier et second disques 14, 15 sont décalés parallèlement l'un de l'autre d'une distance égale à la différence entre les profondeurs P et P1, I'axe de rotation Y du second disque étant le plus proche du revête ment. La périphérie des disques 14, 15 est dentée et, sur chaque dent, est rapportée une pastille en carbure diamantée 16 leur conférant une longévité importante. La machine à double disque illustrée dans cet exemple pourrait bien sûr comprendre un troisième disque de coupe rotatif situé dans le prolongement des deux autres. Chaque disque est entraîné en rotation par un moteur i 7, par exemple, hydraulique pouvant fournir une vitesse de rotation élevée, par exemple une vitesse de 1500 tours par minute. Aussi, en raison de cette vitesse de rotation élevée et pour éviter des éventuels blocages lors du creusage de la rainure, chacun des disques est associé à un plateau d'inertie 18 solidaire de l'arbre d'entraînement du moteur hydraulique 17, comme le montrent notamment les figures 4 et 5. Avantageusement, le montage et le démontage de chaque disque 14, 15 sur son plateau d'inertie 18 s'effectue rapidement. Pour cela, comme le montrent les figures 4 à 6, chaque disque est engagé sur quatre goujons 19 solidaires du plateau et espacés de 900 les uns par rapport aux autres, et une plaque annulaire 20 pourvue à sa périphérie de quatre rondelles fendues 22, est rapportée sur le disque, du côté opposé à celui appliqué contre le plateau. Une rotation de la plaque 20 de quelques degrés permet d'engager les fentes des rondelles 22 autour des tiges filetées 23 des goujons 19, et l'agencement de quatre écrous 24 garantit la fixation du disque sur son plateau correspondant. Le démontage des disques s'effectue simplement en desserrant légèrement les écrous 24 (1 à 2 tours), puis en tournant de quelques degrés la plaque annulaire 20 pour dégager les rondelles fendues 22 des tiges filetées 23 des goujons et la retirer, et enfin en sortant axialement le disque. Les écrous 24 restent ainsi sur les tiges filetées des goujons 19. Par ailleurs, en regard des figures 3 à 5, chaque disque de coupe rotatif 14, 15, auquel est associé le plateau d'inertie, est logé dans un carter 25 fixé au châssis et approximativement de forme semi-circulaire, qui est prolongé latéralement par un sabot 26 venant au contact du sol, c'est-à-dire du revêtement RV. Chaque ensemble carter-sabot est sensiblement identique. En particulier, le carter semi-circulaire 25 présente une section transversale en U renversé, dont l'une des parois latérales 27 est amovible et constitue ainsi une porte pour accéder au disque de coupe en vue de son inspection ou de son changement. Le sabot 26 présente également une section transversale en U comprenant une plaque de base 28 prolongée perpendiculairement de deux parois latérales 29, parallèlement espacées l'une de l'autre et s'emboîtant sur les bords des parois latérales 27 dudit carter. Dans cet exemple de réalisation, deux autres plaques 30, 31 sont associées à la plaque de base 28 en formant un empilage à des fins de réglage de la profondeur de coupe du disque. Ces plaques empilées 28, 30 et 31 ont des dimensions identiques mais peuvent avoir des épaisseurs différentes, et elles sont pourvues chacune d'une fente médiane 32 à travers laquelle passe le segment 14A, 15A du disque destiné à réaliser la rainure. Compte tenu du décalage prévu entre les axes de rotation X et Y des disques, dont la distance correspond à la différence des profondeurs de passes P et P1, les épaisseurs des plaques de passe sont identiques. Si l'on souhaite effectuer une rainure plus ou moins profonde, on ajoute ou on retire une plaque à chaque sabot, par exemple. Sur la figure 4, le segment actif 14A du disque 14 faisant saillie de la face inférieure 33 de la plaque 31 au contact du revêtement, a une hauteur correspondant à la profondeur P1 de la première passe à réaliser tandis que, sur la figure 5, le segment actif 15A du disque 15 faisant saillie de la face inférieure 33 de la plaque 31, a une hauteur correspondant à la profondeur prédéterminée P de la rainure à effectuer. Par ailleurs, pour procéder au montage ou au retrait de l'une ou de plusieurs plaques, chaque sabot 26 est articulé autour d'un axe 34, à I'une des extrémités diamétrales du carter 25, tandis qu'il est maintenu à celui-ci par une broche de verrouillage 35 située à l'autre extrémité opposée dudit carter. Comme le montrent les figures 4 et 5, on remarque que chacun des disques associé à son plateau d'inertie est confiné dans l'ensemble carter 25 - sabot 26. Aussi, selon une autre caractéristique de l'invention, les déblais produits par le creusage de la rainure R peuvent être retirés par voie sèche, c'est-à-dire avantageusement par l'unité d'aspiration précitée 8. Pour cela, sur chaque carter 25 est agencée une prise d'aspiration 36 sensiblement tangente en sortie du front de taille de la fouille (exécution de la rainure), suivant le sens de rotation des disques indiqués par les flèches S. A chaque prise d'aspiration 36 se raccorde une conduite souple 37 issue de la cuve de réception des déblais 38 de l'unité 8 et mise en dépression par un équipement à turbine 39. La surface interne des prises d'air 36 et des conduites souples 37 est constante et lisse, ce qui évite l'apparition de bourrage à l'intérieur de ceux-ci lors de l'aspiration des déblais. De plus, comme le montrent les figures i, 2 et 3, le premier dispositif 6 d'aide à la pose du câble dans le fond de la rainure est situé à l'arrière de la machine 5, dans son prolongement, et il comprend une roue à gorge 40 portée, par l'intermédiaire d'un axe 41, par un support 42 en forme d'étrier. A ce support 42 est rapporté un talon 43 qui est apte à s'engager partiellement dans la rainure R, jusqu'à son fond FR, et qui délimite avec une partie correspondante de la roue 40, une gouttière en quart de cercle 44, dans laquelle passe le câble C jusqu'à venir reposer dans le fond de la rainure. La liaison entre le dispositif de pose de câble 6 et la machine 5 est obtenue par un axe d'articulation 45, associant le support 42 du dispositif au sabot 26 du second disque 15 dudit équipement de coupe. Le second dispositif 7 pour la pose de joints de protection pour le câble est associé à l'arrière du dispositif 6 de pose du câble. Dans cet exemple de réalisation, deux joints J de section circulaire sont déposés de façon superposée sur le câble C, pour protéger ce dernier et combler au mieux la rainure avant la pose du brai. Pour cela, deux réserves 46 de joints sont prévues, par exemple sur la remorque 10 de l'unité 8. Le dispositif 7 comprend alors deux roues à gorge 47 disposées l'une derrière l'autre dans l'alignement de la roue 40 (c'est-à-dire dans le plan desdits disques) et supportés par des axes 48 reçus dans des supports latéraux verticaux 49, solidaires d'une embase 50 reposant sur le revêtement. Les supports se terminent par des talons 51 qui sont respectivement prévus devant les roues 47 pour constituer, avec la partie correspondante des roues, des gouttières 52 en quart de cercle assurant un guidage parfait des joints J lors de leur pose dans la rainure. La liaison entre les deux dispositifs est assurée par des bras latéraux 53 issus du support à l'avant du dispositif 7 et coopérant avec les extrémités de l'axe 41 portant la roue du dispositif 6. Le fonctionnement de l'ensemble mécanisé 1 se déroule de la fa çon suivante. Tout d'abord, les disques de coupe 14, 15 de l'équipement 12 sont réglés à la profondeur souhaitée pour réaliser la rainure R en deux passes, par exemple, à une profondeur de 20 mm pour le premier disque 14 et à une profondeur de 45 mm pour le second disque 15, correspondant à la profondeur prédéterminée P de la rainure à obtenir, sur une largeur de 12 mm. Les disques de coupe sont mis en rotation par l'intermédiaire des moteurs 17 et la machine est progressivement abaissée par le dispositif de liaison 9, en direction du sol, jusqu'à ce que l'empilement des plaques de base de la machine s'applique sur le revêtement RV constituant le sol. Les disques commencent à creuser le revêtement. L'engin motorisé 2 avance alors et l'unité d'aspiration 8 est mise en marche. Par suite de l'avance de l'ensemble mécanisé 1 selon la flèche A, le premier disque rotatif de coupe 14 réalise la première passe à la profondeur souhaitée, comme le montre la figure 7A, et le second disque de coupe rotatif 15 effectue la seconde passe permettant d'obtenir la rainure R à la profondeur prédéterminée P, comme le montre la figure 7B. Pendant le creusage, L'unité d'aspiration 8 aspire les déblais par les prises d'aspiration 36 et participe également au refroidissement des disques en évacuant l'énergie thermique produite lors du creusage de la rainure. Puis, en aval de la machine 5, ie câble optique C issu du touret 4 et cheminant au-dessus de l'engin 2, passe dans la gouttière 44 prévue entre le talon et la roue du dispositif de pose 6 pour se déposer au fond FR de la rainure, comme l'indique la figure 7C. Durant l'avance de l'ensemble et la réalisation de la rainure, le câble C reposant dans le fond de celle-ci, se déroule de lui-même et un dispositif de contrôle de tension du câble, non illustré, est prévu sur l'ensemble mécanisé, le long du cheminement du câble, pour limiter la traction exercée sur celui-ci. Ensuite, le premier et le second joints de protection J issus des réserves 46 passent dans les gouttières respectives 52 du dispositif 7 pour s'engager et venir sur le câble C pour le premier joint (figure 7D) et sur le premier joint pour le second joint (figure 7E). Les joints obturent ainsi une grande partie de la rainure R de sorte qu'un minimum de brai B est ajouté, par l'intermédiaire d'un équipement annexe non illustré, pour combler totalement la rainure (figure 7F). Lors d'essais effectués par la demanderesse, la vitesse de pose du câble avec l'ensemble mécanisé conforme à l'invention s'est révélée être au moins trois fois supérieure à celle obtenue avec une machine usuelle monodisque. REVENDICATIONS 1. Machine pour réaliser des rainures dans le sol ou analogue, du type comportant un châssis mobile (11) i) apte à reposer sur le sol et un équipement de coupe (12) lié audit châssis pour effectuer ladite rainure à une profondeur prédéterminée, caractérisée en ce que ledit équipement de coupe (12) comprend au moins - un premier disque rotatif de coupe (14), disposé dans un plan sensi blement orthogonal au sol et apte à s'engager dans celui-ci sur une profondeur inférieure à ladite profondeur prédéterminée ; et - un second disque rotatif de coupe (15), disposé dans le même plan que ledit premier disque (14), dans son prolongement en arrière du premier disque par rapport au sens d'avance dudit châssis, et apte à s'engager dans le sol jusqu'à ladite profondeur prédéterminée. 2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que les premier et second disques (14, 15) présentent des diamètres identiques, les axes de rotation (X, Y) des premier et second disques étant alors décalés l'un de l'autre d'une distance correspondant à la différence entre la profondeur (P1) réalisée par ledit premier disque (14) et la profondeur prédéterminée (P) réalisée par ledit second disque (15). 3. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits disques ont des diamètres différents, le diamètre du premier disque étant inférieur au diamètre du second disque. 4. Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que chaque disque (14, 15) dudit équipement est logé dans un carter (25) associé au châssis et auquel est lié un sabot (26), prolongeant latéralement ledit carter et se terminant par une plaque de base qui vient en appui contre le sol et qui est munie d'une fente (32) pour le passage du segment de disque (14A, 15A) destiné à réaliser la rainure. 5. Machine selon la revendication 4, caractérisée en ce que chaque carter (25) est muni d'une prise d'aspiration (36) apte à être reliée à une unité d'aspiration (8) des déblais produits lors de la réalisation de la rainure par lesdits disques de coupe rotatifs (14, 15). 6. Machine selon la revendication 5, caractérisée en ce que la prise d'aspiration (36) prévue dans chaque carter est sensiblement tangente à la périphérie du disque, en sortie de la rainure. 7. Machine selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisée en ce que plusieurs plaques de base (30, 31) d'épaisseurs différentes et/ou identiques sont empilées les unes sur les autres pour régler la hauteur de sortie dudit segment du disque (14A, 15A) par rapport à la face inférieure de la plaque venant au contact du sol. 8. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes 1 à 7, caractérisée en ce que chaque disque (14, 15) est monté sur un plateau d'inertie (18) solidaire de l'arbre de rotation d'un moteur d'entraînement (17). 9. Machine selon la revendication 8, caractérisée en ce que chaque disque (14, 15) est rapporté sur ledit plateau d'inertie (18) par une fixation amovible à montage/démontage rapide. 10. Ensemble mécanisé pour la pose d'objets allongés tel qu'un câble ou analogue, dans le sol, du type comportant un engin motorisé (2), une réserve dudit objet et une machine (5) pour réaliser une rainure dans le sol destinée à recevoir ledit objet allongé, caractérisé en ce que ladite machine (5) est telle que définie selon l'une quelconque des revendications précédentes 1 à 9, et est attelée audit engin motorisé (2). 11. Ensemble mécanisé selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend, de plus, une unité mobile d'aspiration (8) des déblais produits lors du creusage de la rainure, ladite unité étant attelée audit engin motorisé (2) et reliée aux prises d'aspiration (36) prévues sur les carters des disques de ladite machine (5). 12. Ensemble mécanisé selon la revendication il, caractérisé en ce que ladite machine (5) et ladite unité (8) sont disposées en parallèle l'une de l'autre et sont attelées à l'arrière dudit engin motorisé (2) par rapport à son sens d'avance. 13. Ensemble mécanisé selon l'une quelconque des revendications précédentes 10 à 12, caractérisé en ce qu'il comprend de plus - un premier dispositif (6) pour la pose de l'objet allongé issu de ladite réserve, dans le fond de la rainure, ledit premier dispositif étant situé dans le prolongement de ladite machine et relié à celle-ci ; et - au moins un second dispositif (7) pour la pose d'un joint de protection sur l'objet allongé déposé, ledit second dispositif étant situé dans le prolongement dudit premier dispositif et relié à celui-ci. 14. Ensemble mécanisé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que chaque dispositif (6, 7) comprend une roue à gorge et un talon s'engageant partiellement dans ladite rainure (R) et formant avec ladite roue à gorge, une gouttière (44, 52) dans laquelle passe ledit objet allongé (C) ou ledit joint (J).