Brevet FR2833631A1 — publié le 20030620

L'invention a trait à une machine permettant de creuser et/ou de curer un fossé et à un engin équipé d'une telle machine. Une telle machine, parfois dénommée rototrancheuse est utilisée dans le domaine de l'agriculture pour le drainage et l'irrigation de terrains et dans le domaine de la voirie pour l'assainissement des bords de route. Le brevet français 1 604 301 décrit une telle machine qui comprend un châssis de support à partir duquel est suspendu un élément rotatif ou roue dragante dont la rotation permet de conformer un fossé. Un tel dispositif donne satisfaction dans certaines conditions d'utilisation. Cependant, la distance entre le fossé à créer ou curer et l'engin, tel qu'un tracteur, sur lequel est montée la machine est variable selon les conditions d'utilisation de la machine. Il est donc nécessaire de prévoir différentes tailles de machine avec différents déports de la roue dragante par rapport à l'engin, afin de pouvoir envisager différentes applications. En outre, un fossé n'est pas toujours rectiligne et il est parfois difficile pour le chauffeur d'un engin équipé d'une machine connue de suivre le tracé d'un fossé existant ou de créer un fossé selon un tracé courbe prédéterminé. Ainsi, si une machine conforme à FR-A-1 604 301 est installée à l'arrière d'un tracteur agricole, le fait de faire tourner le tracteur vers la gauche a pour effet de déporter vers la droite la roue dragante de la machine, ce qui peut conduire à des imprécisions dans le tracé obtenu pour le fossé. La profondeur d'un fossé doit pouvoir varier en fonction de son utilisation prévue et/ou de la nature du sol. Avec les roto-trancheuses connues, un réglage en hauteur de la roue dragante a lieu par une rotation autour de la prise de force de l'engin, le mouvement en hauteur induisant alors un mouvement parasite en déport. C'est à ces inconvénients qu'entend plus particulièrement remédier l'invention en proposant une machine pouvant être commandée de façon fiable et permettant de créer ou de curer des fossés selon un tracé prédéterminé, avec une bonne précision, tant en ce qui concerne la géométrie horizontale des fossés que leur profondeur. Dans cet esprit, l'invention concerne une machine à creuser et/ou curer un fossé qui comprend un organe rotatif de façonnage du fossé apte à être entraîné par un engin et supporté par une structure montée sur cet engin. Cette machine est caractérisée en ce que la structure de supportage comprend deux bras primaires aptes à être articulés au niveau de leurs premières extrémités respectives par rapport à l'engin, s'étendant essentiellement selon deux directions globalement parallèles et dont les secondes extrémités respectives sont reliées par une bielle articulée sur ces bras, et un bras secondaire articulé sur la seconde extrémité d'un bras primaire et sur lequel est monté l'organe rotatif, alors que l'un au moins des bras primaires est réglable en longueur. Grâce à l'invention, les deux bras primaires, la pièce sur laquelle ils sont articulées et la bielle constituent une structure déformable globalement en forme de parallélogramme régulier ou irrégulier, le caractère éventuellement irrégulier de ce parallélogramme découlant essentiellement du caractère réglable en longueur de l'un de ces bras. Cette structure en forme de parallélogramme déformable régulier ou irrégulier permet de déplacer verticalement le second bras et l'organe rotatif qu'il supporte, ce qui permet de régler la profondeur d'un fossé conformé grâce à cette machine. Le caractère réglable en longueur de l'un des bras primaires permet de régler le déport de l'organe rotatif par rapport à l'engin sur lequel est montée la machine, ce qui facilite le pilotage d'un tel engin. Ce réglage peut avoir lieu en cours de déplacement de l'engin et le pilote n'a pas à descendre de l'engin pour régler la position de l'organe rotatif ou roue dragante , ce qui facilite son travail. Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l'invention, cette machine incorpore une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - L'un des bras primaires et le bras secondaire contiennent des éléments d'entraînement en rotation de l'organe rotatif. Ces éléments d'entraînement peuvent être des chaînes coopérant avec des pignons dont deux, respectivement prévus dans les bras primaire et secondaire précités, sont reliés par un arbre commun. Dans ce cas, cet arbre commun est avantageusement monté, avec possibilité de rotation, dans un tube solidaire de l'un des bras et engagé, avec possibilité de rotation, dans un manchon solidaire de l' autre bras. Le tube ou le manchon peut être solidaire en rotation de la bielle précitée. Des moyens d'immobilisation axiale relative du tube et du manchon peuvent être prévus. Il est prévu un vérin d'ajustement de la position angulaire des bras primaires par rapport à l'engin. - Les points respectifs d'articulation des bras primaires par rapport à l'engin sont alignés sur une droite qui, en configuration d'utilisation de la machine montée sur l'engin reposant sur une surface globalement horizontale, est inclinée par rapport à l'horizontale d'un angle compris entre 40 et 50 , de préférence de l'ordre de 45 . - Le bras primaire dont la longueur est réglable comprend un vérin dont le corps constitue la première extrémité de ce bras et dont la tige est solidaire d'une barre articulée sur la bielle précitée. - Il est prévu une platine de base sur laquelle sont articulés les bras primaires, au niveau de leurs premières extrémités respectives, et qui est apte à être montée sur un engin, de telle sorte que le point d'articulation de l'un des bras primaires sur cette platine est aligné avec la prise de force de l'engin. L'invention concerne également un engin agricole, de voirie ou de génie civil équipé d'une machine telle que précédemment décrite. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre d'un mode de réalisation d'une machine à creuser et/ou à curer les fossés et d'un engin conformes à l'invention, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels : La figure 1 est une vue par l'arrière d'un tracteur agricole équipé d'une machine conforme à l'invention dans une première configuration de travail ; - La figure 2 est une vue, analogue à la figure 1 et à plus petite échelle, de l'engin dans une seconde configuration de travail ; - La figure 3 est une vue analogue à la figure 2 dans une troisième configuration de travail ; - La figure 4 est une vue analogue à la figure 2 dans une quatrième configuration de travail ; - La figure 5 est une vue analogue à la figure 2 dans une cinquième configuration de travail ; - La figure 6 est une vue en perspective de la machine représentée aux figures 1 à 6 ; - La figure 7 est une coupe partielle selon la ligne VII-VII à la figure 6 et - la figure 8 est une vue analogue à la figure 2 lorsque l'engin est en cours de déplacement entre deux chantiers. Un tracteur agricole T est représenté aux figures 1 à 5 en train de creuser un fossé F dans le sol S. Le tracteur T est équipé d'une machine 1 qui comprend une platine 2 destinée à être montée à l'arrière du tracteur T en étant fixée sur celui-ci par tout moyen approprié. En particulier, la platine 2 est équipée d'une extension 21 de réception d'un pion 3 destiné à traverser une oreille, adaptée et non représentée, prévue sur le tracteur T. La platine 2 est dimensionnée et configurée de telle sorte qu'elle peut être montée sur le tracteur T dans une position telle qu'un point Ai est globalement aligné avec une prise de force prévue à l'arrière du tracteur T. Ce point A1 constitue le centre géométrique d'articulation sur la platine 2 d'un caisson 4 de forme globalement parallélépipédique et allongée et à l'intérieur duquel est disposée une chaîne 41 représentée partiellement uniquement aux figures 1 et 7. En section transversale, le caisson 4 a une forme globalement rectangulaire, ainsi que cela ressort de la figure 7. Il est également défini sur la platine 2 un second point remarquable A2 d'articulation du corps 51 d'un vérin 5 à double effet dont la tige 52 est fixée à une première extrémité 61 d'une barre 6. Les éléments 5 et 6 sont globalement alignés et l'on note X2-X'2 la direction longitudinale commune des éléments 5 et 6. De la même façon, on note Xi-X'i la direction longitudinale du caisson 4. On note 42 l'extrémité du caisson 4 entourant le point d'articulation A1. On note 43 l'extrémité opposée du caisson 4. On note 62 l'extrémité de la barre 6 opposée à l'extrémité 61 solidaire de la tige 52. Dans le plan des figures 1 à 5, une bielle 7 est disposée entre les extrémités 43 et 62. Plus précisément, la bielle 7 est articulée au niveau d'un point d'articulation B2 sur l'extrémité 62 de la barre 6, alors que la bielle 7 est centrée sur un axe Yi-Y'idont la trace dans le plan de la figure 1 est le point d'articulation B1. En pratique, la bielle 7 est traversée, au niveau d'une première extrémité 71 par un boulon 8 qui constitue un axe d'articulation entre les éléments 6 et 7. Du côté opposé à son extrémité 71, la bielle 7 est solidaire d'un manchon 91 monté pivotant autour d'un tube 44 lui-même solidaire du caisson 4 et centré sur l' axe YlY'1. Ainsi, la bielle 7 peut tourner autour de l'axe Y1-Y'1, le pont Bi représentant son point d'articulation autour de cet axe dans le plan de la figure 1. Un second caisson 9 est solidaire du manchon 91 et renferme une chaîne 92 représentée partiellement uniquement aux figures 1 et 7. Cette chaîne 92 permet d'entraîner en rotation, dans le sens de la flèche R à la figure 1 un organe rotatif 10 pourvu de pales et qui peut être dénommé roue dragante . Un déflecteur 11 est monté à proximité de la roue dragante 10 et permet de diriger les gravats extraits du fossé F par la roue dragante 10 selon le sens de la flèche G, du fait de la rotation R de la roue 10. On note X3-X'3 la direction longitudinale du caisson 9. On note X4-X'4 la direction longitudinale de la bielle 7, c'est-à-dire la direction radiale par rapport à l'axe Yi-Y'i qui passe par le boulon 8. Les directions X3-X'3 et X4-X'4 sont parallèles entre elles et parallèles au plan de la figure 1, de sorte que leurs projections dans ce plan sont confondues. On note 93 l' extrémité du caisson 9 la plus proche du point B1 et 94 son extrémité la plus proche de la roue dragante 10. Un vérin 12 est monté sur une patte 45 prévue sur le caisson 4, en étant articulé sur cette patte 45 alors que sa tige est articulée, grâce à une vis 13, en un point A3 de la platine 2. La longueur du caisson 4 et en particulier la distance entre les points A1 et B1 à la figure 1 est fixe, ce qui est en particulier imposé par le fait qu'il renferme la chaîne 41 servant à entraîner la roue 10 en rotation. De la même façon, la longueur du caisson 9 est constante, ce qui signifie que la distance entre le point B1 et le centre C1 de rotation de la roue 10 à la figure 1 est également constante. On note D une droite passant par les points d'articulation A1 et A2 à la figure 1. On note par ailleurs D' une droite horizontale passant par le point A1 à la figure 1. Comme le caisson 4 est horizontal à la figure 1, la droite D' est confondue avec la direction X1, X'1. On note a l'angle que fait la droite D par rapport à la droite D' lorsque le tracteur T repose sur un sol horizontal. Cet angle est égal à 45 et peut, en pratique, avoir une valeur comprise entre 40 et 50 . Au vu de ce qui précède, il est constitué une structure permettant de supporter la roue dragante 10 par rapport à la platine 2, cette structure comprenant deux bras primaires constitués respectivement par le caisson 4 et par l'ensemble des éléments 5 et 6. Cette structure comprend également un bras secondaire constitué par le caisson 9, ce bras étant lui-même supporté par l'un des bras primaires, alors que la bielle 7 relie les extrémités 62 et 43 des bras primaires distantes de la platine 2. Comme il ressort plus particulièrement de la comparaison des figures 1, 2 et 3, il est possible de faire varier la profondeur P du fossé F en cours de façonnage grâce à la roue 10 en jouant sur la longueur du vérin 12. Ainsi, dans la configuration de la figure 2, la profondeur P' du fossé F est relativement peu importante car les bras primaires constitués respectivement par le caisson 4 et par les éléments 5 et 6 sont soulevés par le vérin 12 et tournent respectivement autour des points A1 et A2, comme représenté par les flèches F1 et F2. A l'inverse, si le vérin 12 est contracté, les bras primaires tournent respectivement autour des bras A1 et A2 comme représenté par les flèches F'1 et F'2 à la figure 3, de sorte que la profondeur P'' du fosse F ainsi créée est augmentée. Dans la configuration représentée aux figures 1 à 3, le vérin 5 est réglé pour que la longueur cumulée des éléments 5 et 6 soit égale à la distance entre les points Ai et B1, de telle sorte que les points Ai, A2, B1 et B2 définissent un parallélogramme déformable. Ainsi, les rotations selon les flèches FI, F2, F'1et F'2ont pour effet de déplacer le centre Ci de la roue 10 selon une direction verticale Z-Z' lorsque la surface du sol S est horizontale. On note 0 le déport de la roue dragante par rapport à la prise de force du tracteur T, c'est-à-dire la distance horizontale séparant les points A1 et Ci. Il est possible de faire varier le déport en jouant sur la longueur du second bras primaire constitué des éléments 5 et 6. Ainsi, comme il ressort de la figure 4, le déport peut être augmenté jusqu'à une valeur #' en contractant le vérin 5. Il est au contraire possible de réduire ce déport à la valeur A'' en déployant le vérin 5, de telle sorte que la distance entre les points A2 et B2 est augmentée. On comprend que, dans les configurations des figures 4 et 5, la figure géométrique créée par les points A1, A2, B1 et B2 n'est pas exactement un parallélogramme mais est un quadrilatère ayant approximativement la forme d'un parallélogramme une telle figure géométrique pouvant être qualifiée de parallélogramme irrégulier. Dans tous les cas, les directions Xi-X'i et X2-X'2 demeurent sensiblement parallèles. Comme il ressort plus particulièrement de la figure 8, il est possible de ramener la machine 1 dans une configuration où elle ne fait pas sensiblement saillie latéralement par rapport au tracteur T en remontant le caisson 4 dans une configuration pratiquement verticale et en allongeant au maximum le bras constitué des éléments 4 et 5. Comme il ressort plus particulièrement de la figure 7, un axe plein 14 est supporté par deux paliers 15 et 16 respectivement prévus dans les caissons 4 et 9, alors que deux pignons 17 et 18 sont montés aux extrémités respectives de l' axe 14 et immobilisés par deux écrous 17a et 18a. Ces pignons sont destinés à coopérer respectivement avec les chaînes 41 et 92. Les paliers 15 et 16 autorisent un mouvement de rotation de l' axe 14 par rapport au tube 44, ce qui permet une transmission du mouvement de la chaîne 41 à la chaîne 92, en vue de l'entraînement de la roue 10. Le tube 44 est relié à la partie principale du caisson 4 grâce à un cordon de soudure 46. Un second cordon de soudure 47 relie le tube 44 à une bride 48. Le manchon 91 est relié au caisson 9 par un cordon de soudure 96 et à la bride 7 par un second cordon de soudure 97. Des boulons 19 traversant des lumières oblongues prévues dans la bride 48 permettent d'assurer le positionnement relatif des caissons 4 et 9 le long de l'axe Yi-Y'i, avec une possibilité de rotation liée au glissement du tube 44 à l'intérieur du manchon 91, ceci étant possible grâce au caractère oblong des lumières prévues dans la bride 48. Selon une variante non représentée de l'invention, les boulons 19 pourraient être remplacés par un écrou monté sur l' extrémité du tube 44 introduite dans le caisson 9, cette extrémité étant alors filetée. On comprend qu'il est possible d'asservir le fonctionnement des vérins 5 et 12 de telle sorte que, le centre de la roue dragante 10 puisse être déplacé le long d'une direction essentiellement verticale, analogue à la direction Z-Z' mentionnée en référence à la configuration des figures 1 à 3, y compris lorsque la structure formée des bras primaires constitue un parallélogramme déformable irrégulier. L'invention présente l'avantage particulier que la structure formée des éléments 4 à 9 est compatible avec la transmission de puissance à la roue dragante 10, au moyen des chaînes 41 et 92, tout en étant réglable. Selon une variante non représentée de l'invention, les deux bras primaires 4 et 5-6 peuvent être réglables en longueur, des mesures étant alors prises pour que cette possibilité de réglage soit compatible avec l'entraînement en rotation de la roue 10. REVENDICATIONS 1. Machine à creuser et/ou curer un fossé, ladite machine comprenant un organe rotatif de façonnage du fossé apte à être entraîné par un engin et supporté par une structure montée sur ledit engin, caractérisée en ce que ladite structure comprend : deux bras primaires (4, 5-6), aptes à être articulés (en A1, A2) au niveau de leurs premières extrémités respectives (42, 51), par rapport audit engin (T), s'étendant essentiellement selon deux directions (X1X'i, X2-X'2) globalement parallèles et dont les secondes extrémités respectives (43,62) sont reliées par une bielle (7) articulée (en Bi, B2) sur lesdits bras ; - un bras secondaire (9) articulé (en B1) sur la seconde extrémité (43) d'un bras primaire (4), solidaire de ladite bielle et sur lequel est monté ledit organe rotatif (10) , alors que l'un (5-6) au moins desdits bras primaires est réglable en longueur, de telle sorte que le déport (il) dudit organe rotatif par rapport audit engin (T) est réglable. 2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'un (4) des bras primaires et le bras secondaire (9) contiennent des éléments (17,18, 41,92) d'entraînement en rotation (R) dudit organe rotatif (10). 3. Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce que lesdits éléments d'entraînement comprennent des chaînes (41,92) coopérant avec des pignons dont deux (17, 18), respectivement prévus dans lesdits bras primaire (4) et secondaire (9), sont reliés par un arbre commun (14). 4. Machine selon la revendication 3, caractérisée en ce que ledit arbre commun (14) est monté, avec possibilité de rotation (en 15, 16), dans un tube (44) solidaire de l'un (4) desdits bras et engagé, avec possibilité de rotation, dans un manchon (91) solidaire de l'autre bras (9) . 5. Machine selon la revendication 4, caractérisée en ce que ledit tube (44) ou ledit manchon (91) est solidaire en rotation de ladite bielle (7). 6. Machine selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens (19) d'immobilisation axiale relative dudit tube (44) et dudit manchon (91). 7. Machine selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend un vérin (12) d'ajustement (F1, F'1, F2, F'2) de la position angulaire desdits bras primaires (4,5-6) par rapport audit engin (T) . 8. Machine selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les points respectifs (A1, A2) d' articulation desdits bras primaires (4,5-6) par rapport audit engin (T) sont alignés sur une droite (D) qui, en configuration normale d'utilisation de ladite machine (1) montée sur un engin reposant sur une surface (S) globalement horizontale, est inclinée par rapport à l'horizontale (D') d'un angle (a) compris entre 40 et 50 , de préférence de l'ordre de 45 . 9. Machine selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit bras primaire (5- 6) dont la longueur est réglable comprend un vérin (5) dont le corps (51) constitue la première extrémité dudit bras et dont la tige (52) est solidaire d'une barre (6) articulée (en B2) sur ladite bielle (7) . 10. Machine selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend une platine de base (2) sur laquelle sont articulés lesdits bras primaires (4,5-6) au niveau de leurs extrémités respectives (42, 51), et qui est apte à être montée sur un engin (T) , de telle sorte que le point d' articulation (Ai) de l'un (4) desdits bras primaires sur ladite platine est aligné avec une prise de force dudit engin. 11. Engin agricole, de voirie ou de génie civil équipé d'une machine (1) selon l'une des revendications précédentes.