Brevet FR2837850A1 — publié le 20031003

cylindrique (210, 220) est tournée vers la voie (V). DESCRIION La présente invention concerne un appareil destiné à enfoncer à l'aplomb dans la plupart des sols, des chevilles de scellement à fourreau intégré ou rapporté, et tous types de supports tels que poteaux, supports et piquets. Les différents dispositifs de fonçage mécanisés existants et/ou adaptables, proposés par l'industrie et traditionnellement utilisés dans les travaux publics et plus particulièrement les travaux de la route, n'apportent que des solutions " métier " non polyvalentes. Ces dispositifs ayant pour principaux inconvénients: - Les " marteaux piqueurs " outils conçus pour la destruction ont une cadence de frappe trop élevée et pas assez puissante, leur tenue manuelle n'assure pas l'aplomb du fonçage et, à partir d'une certaine hauteur de broche la tenue du perforateur par l'opérateur les rend hors de portée. l 5 - Les " brises roches " hydrauliques, assurent un déport important par rapport à l' axe de la rétro-pelle et peuvent opérer dans des endroits difficiles d'accès. Conçus pour la destruction, ils ont une fréquence et une force de frappe trop violentes. Il y a un risque de rupture de la broche de fonçage du au pilotage actuel des articulations par des vérins hydrauliques qui n'assurent par une verticalité correcte (arc de cercle du bras de levage) ainsi qu'un risque de détérioration partielle ou totale des sols environnants. L'emploi de ces engins n'est possible qu'avec des grues de rétro-pelle et absolument pas avec des bras de levage de camion grue de chantier. - Les " sonnettes de battage " ont été développés pour des métiers spécifiques comme la pose des piquets de fixation de rails de sécurité routière. Ces dispositifs sont en général autoportants et conçus pour un travail en linéaire ( bords de routes et autoroutes) sur des sols dégagés et non pentus, le déport possible du fonçage est limité au maximum à 1,4 m. - Les " enfonce pieux " hydrauliques sont autoportants ou portés sur tracteur, ils sont destinés à la pose de poteaux et piquets dans l' agriculture, leur possibilité de déport est faible (1,4 m). - Les " vibrofonceurs " hydrauliques sont utilisés pour le fonçage des palplanches et sont surdimensionnés pour nos applications. Le dispositif selon l'invention permet de remédier à l'ensemble des inconvénients ci dessus indiqués. L' enfoncement se réalise par la percussion d' une masse coulissante sur une broche de fonçage. La verticalité du fonçage est assurée par la conception pendulaire du dispositif. L'appareil est autonome, transportable, et d'encombrement réduit au sol. I1 permet l' opération sur des terrains d' accès difficiles ou pentus. La mise en place opérationnelle de l'appareil peut étre assurée par tout moyen de levage avec un maximum de déport par rapport à l'axe d'une grue. La force motrice est assurée par une centrale hydraulique déportée. Il se compose d'une colonne tubulaire fixe, suspendue dans sa partie supérieure, dans l' axe de gravité. L'ajustement de l' aplomb est réalisé par un j eu de plaques réglables par glissements. Cet ensemble peut être accroché à tous types de bras de levage, articulés ou non, de toute longueur, type camion grue, grue, tracto- pelle, etc. ce qui rend possible tout déport du dispositif. I1 se compose d'autre part, d'une colonne tubulaire mobile qui coulisse dans la colonne tubulaire fixe en sa partie inférieure, ce qui donne un dispositif télescopique à axes concentriques. Dans cette colonne, un tube rond fixé au sommet supporte en sa base la broche de fonçage. Une masse d'une centaine de kilos coulisse dans la colonne mobile selon ce méme axe. Celle ci est remontée par un vérin hydraulique à une hauteur fixe puis relachée, libérant ainsi à l'impact sur l'outil de fonçage préalablement positionné au point d' implantation, une énergie suffisante pour enfoncer avec succès tous types de chevilles de scellements et tous types de poteaux, supports, piquets de n'importe quel matériau, dans la plupart des sols. Un bloc pince hydraulique assure sur une barre de préhension solidaire de la masse, la remontée celle-ci. Le bloc-pince hydraulique est mu par le vérin hydraulique plaqué contre la colonne fixe et permet les man_uvres de montée et descente, soit en charge, soit à vide. Le fonctionnement de l'ensemble s'effectue en quatre temps: i - Le premier temps consistant à la prise avec la pince hydraulique (12) de la barre de préhension (13) de la masse (10) en même temps que le vérin (22) solidarise la colonne fixe et la colonne mobile; - Le deuxième temps consistant à l'élévation de la masse (10) avec le vérin (20), sur une course d'environ 1 m; - Le troisième temps consistant à l'action simultanée du lachage de la barre de préhension (13) par l'ouverture de la pince (12) et de la libération du bridage des colonnes fixe (1) et mobile (7) par la désactivation automatique du vérin (22), de façon à laisser retomber librement la masse (10) sous l'effet de son propre poids sur la rondelle de frappe de la broche de fonçage; et de permettre la descente de la colonne (7) automatiquement. - Le quatrième temps consistant au retour du vérin (20) en position basse pour reprise de la barre de préhension (13). Un temps auxiliaire existe pour la remonté de la broche (8) et de la colonne mobile (7); il s'effectue après la pose de la goupille (23) solidarisant la colonne mobile (7) et la masse (10), puis par la prise avec la pince hydraulique (12) de la barre de préhension (13) de la masse (10), en méme temps que le vérin solidarisant les colonnes (22) est rendu inactif. La mise en sécurité anti-chute et le blocage de tous les mouvements est assuré par la pose de la goupille (24) solidarisant les deux colonnes et la masse. En alternative à la goupille (24), un levier escamotable, non représenté sur les figures, insère un doigt de blocage dans trois lumières alignées et réalisées au bas des colonnes (1) et (7) et dans la masse (10). La source d'alimentation en énergie hydraulique est assurée par un groupe indépendant, garantissant une cadence de frappe de 8 à 10 coups/minute. Ce qui permet un enfoncement rapide, sans provoquer de destruction des sols environnants. La verticalité du scellement, est réglée par l'alignement des axes des colonne fixe (1) et de guidage de masse (7), équipée ou non de la broche. L'ensemble accrochée au dispositif de levage suivant son axe naturel de gravité. Dans le cas ou l'on désire une verticalité précise du poteau ou du support de destination, on choisira une cheville de scellement dont le fourreau aura été augmenté de 10 mm de chaque côté intérieur, de manière à créer un jeu permettant un calage par bourrage de gravier ou de sable entre le fourreau et le support. Le réglage de la verticalité s'effectuera par rectification de l'inclinaison du support. Les dessins annexés illustrent l'invention: La figure 1 représente une vue en perspective d' un appareil selon l' invention, accroché en bout de grue, avec le groupe hydraulique indépendant. Les figures 2 et 3 représentent les coupes longitudinale et transversale de l' ensemble du dispositif. En référence à ces dessins, la colonne fixe est constituée d'un tube extérieur (1), monobloc, de section carrée et de forte épaisseur, accroché dans l'espace à une position fixe (celle de l'enfoncement). Elle est équipée du système d'accrochage (2) à plaques rapportées réglables et centré dans son extrémité supérieure. Ce dispositif maintien l'anneau classique de levage (3) adaptable sur les crochets de toutes les grues. De par sa nature, l'ensemble est articulé librement dans tous les plans. Le 1S positionnement des plaques rapportées (2) est rendu fixe ce qui garantit la verticalité de l'ensemble ( le préréglage est réalisé en usine). Une des faces est équipée d'un capotage longitudinal (4) qui protége les équipements hydrauliques et mécaniques. Certaines portions sont munies de carters en toles formées démontables pour assurer les réglages et la maintenance générale (accès aux vérin de levage, fin de course, pince de masse, guidages verticaux, vérin de blocage des colonnes fixe et mobile, des flexibles et raccords hydrauliques, des équipements d'asservissements électriques éventuels, etc..) Les autres faces sont équipées de deux berceaux supports (5a) et (5b) pour faciliter la dépose horizontale au sol pendant les opérations de manutention et de transport sur le camion et de deux poignées longitudinales (6) pour faciliter les positionnements. La colonne mobile (7) de section carrée glisse librement dans la colonne fixe (1) par sa partie inférieure, avec un jeu minimum. Cette colonne (7) est équipée d'un tube rond (11) fixé et centré en partie supérieure. L'extrémité basse du tube rond (11) reçoit librement l'embout de la broche de fonçage (8), sur quinze centimètres environ. La masse (10) coulisse librement dans la colonne (7) et le long du tube (11). De par cette conception, la masse coulissante (10) est toujours guidée à l'intérieur de la colonne mobile (7). La longueur importante des colonnes fixe (1) et mobile (7) ainsi que l' alignement avec l' axe de frappe assure un bon centrage commun des axes de gravité. La partie basse de la colonne mobile (7) est centrée librement sur la rondelle de frappe de la broche de fonçage (8) ce qui assure un excellent centrage. Elle S l'accompagne à chaque impact. Les bords supérieurs des chevilles (9) peuvent être enfouis à des profondeurs pouvant atteindre jusqu'à 25 cm. Ceci assure la pose de scellements sur les pentes de talus et fossés. En coiffant l'espace dangereux à la base du système, ce guide (7) assure aussi la protection des opérateurs dans la zone de la chute de la masse. Les colonnes (1) et (7) sont dotées d'un dispositif de sécurité d'antidéLoîtage (26) qui limite la cours de coulissement vers le bas de la colonne mobile (7). La préhension de la masse (10) par une pince hydraulique (12) est possible en toutes positions le long d'une barre de préhension calibrée (13). Cette barre est fixée verticalement en applique sur un côté de la masse et s'élève de manière à être toujours accessible par la pince hydraulique. Un jeu complémentaire de deux roulements (14) monté sur la masse, réaligne pendant son élévation le déport engendré par l'excentration de la prise. La pince hydraulique (12) est réalisée par un vérin hydraulique (15) (sabot de frein à disque ou vérin hydraulique simple ou double effet, positif ou non). Dans la figure 3, le vérin (15) est monté dans un étrier usiné (16), autoguidé par des plats en bronze (17), situés autour de la barre de préhension (13) de la masse coulissante (10). Le guidage du déplacement de l'équipement de préhension (12) est réalisé par des glissières en profils C (18) et des roulements à billes (19). Ceci assure un positionnement constant pendant toutes les courses verticales. Ces mêmes guide-glissières (18) sont utilisés pour l'alignement de l'embout de la tige du vérin hydraulique (20) pour le levage de la masse. Un support en fer plat (21) est accroché verticalement à cet embout de vérin et porte en décalé vers le bas l' ensemble pince et étrier (12). La course du vérin hydraulique (20) assure un déplacement rectiligne sur une hauteur d'environ lm. La broche de fonçage (8) est alignée suivant l' axe général de gravité par l'introduction de son embout supérieur dans la base du tube rond central (11). Un vérin hydraulique (22), de type semblable à celui de la pince (12) assure le blocage de la colonne fixe (1) avec la colonne mobile (7) pendant la remontée de la masse. Son fonctionnement est simultané avec la pince de masse (12). Ceci a pour effet de rigidifier l'ensemble et de créer un point d'appui au sol par la broche aux fins de limiter une variation de charge au crochet de la grue pendant l'élévation de la masse. La goupille (23) maintient la broche à la base du tube rond (11) et solidarise la colonne mobile (7) et la masse (10). La présence de cette goupille est nécessaire pendant les opérations de montage de la broche jusqu'au positionnement de celle-ci au sol par la grue ainsi qu'en fin de fonçage pour procéder au relevage de l'ensemble mobile (broche, masse, colonne mobile) par la commande de levée de masse. La goupille (24) a pour fonction de solidariser l'ensemble (masse, colonnes mobile et fixe) pendant les opérations de manutention et de transport en garantissant également la sécurité. Elle sera placée après la relevée de l'ensemble mobile, et sera ôtée avec la goupille (23) avant le fonçage. En alternative à la goupille (24), un levier escamotable peut assurer le blocage des deux colonnes en insérant un doigt de blocage dans trois lumières alignées et réalisées en bas des colonnes et sur la masse. Ce levier en position de blocage commande par un contact électrique l'arrét de toute action sur les vérins hydrauliques. Les différentes fonctions assurées par les vérins hydrauliques sont commandées par un boîtier électrique déporté assurant les fonctions " manuelles " et " automatiques " des mouvements. Précision descriptive (fig 8), un support en U (2a), coiffe l'extrémité supérieure de la colonne (1). La fixation de la colonne (1) et du support (2a) se fait par boulonnerie. Le positionnement est réglable latéralement dans le plan horizontal par des trous oblongs, implantés suivant l' axe de l' ensemble. Une plaque supérieure (2b), est posée sur le support (2a) et fixée par boulonnerie, dans des trous oblongs et implantés dans l' axe perpendiculaire au premier assemblage. Cette plaque (2b) maintien le système de levage du porteur (3). De par la conception de cette attache, l'ensemble est articulé librement dans tous les plans, suivant l'axe général de gravité. Le réglage de verticalité est affiné par le déplacement perpendiculaire des plaques (2a) et (2b) dans o les espaces prévus des trous oblongs. Précision descriptive dans le cas d'un fonctionnement avec une pince à action positive: le vérin (15) est spécialement adapté pour un blocage mécanique par ressort et coulisseaux-guide. Précision descriptive (fig 3) du vérin de blocage (22) des colonnes: ce vérin de faible course situé sur la colonne fixe (1) solidarisera par son action de butée au travers d'une lumière, la colonne mobile (7). Précision descriptive des supports (5a) et 5b) (figure 1) en forme de berceau: le support (5b) comporte un rouleau de translation. Précision descriptive sur le mécanisme (26) (fig 3) bloquant en position de sécurité la course de la colonne mobile (7). I1 est constituée d'un tube cylindrique en applique sur la colonne fixe (1) comportant un ressort qui par sa pression pousse un axe muni d'un roulement en son extrémité au travers d'une lumière sur la colonne fixe (1) qui s'insèrera dans un _il de la colonne mobile (7). Précision descriptive des colonnes (fixe et mobile) pour permettre le passage du mécanisme de préhension: les colonnes fixe (1) et mobile (7) (fig 2) comportent une ouverture longitudinale pour permettre le passage du mécanisme de préhension (12). REVENDICATIONS 1. L'appareil a pour destination l'enfoncement à l'aplomb dans le sol par percussion, de chevilles de scellement à fourreau intégré et de chevilles de scellement à fourreau rapporté et, de tous types de poteaux, supports, piquets de n'importe quel matériau, sans aucune limite de déport. Cet appareil (fig 2 et 3) est caractérisé par un élément porteur (2) adapté pour l'aplomb; supportant une colonne pendulaire fixe (1), dans laquelle coulisse librement une colonne guide mobile (7), comprenant un tube rond porte broche 0 (11) et une masse (10) coulissant librement dans la colonne (7) et le long du tube rond (11); les déplacements de la masse (10) équipée de la barre de préhension (13) sont assurés par une pince hydraulique (12) solidaire d'un vérin (20). Les goupilles (23) et (24) assurent le maintien des différents éléments mobiles pendant les manutentions. Un vérin (22) immobilise les colonnes pendant la remontée de la masse. L'énergie hydraulique est assurée par un groupe externe. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisée par un dispositif d'accrochage universel (fig 8). 3. Appareil selon la revendication 2, caractérisée par un jeu de plaques d'accrochages réglables par glissement (fig 8), ayant pour objet de garantir la verticalité dans l'espace du dispositif selon l'invention. Un support en U (2a), coiffe l'extrémité supérieure de la colonne (1). La fixation de la colonne (1) et du support (2a) se fait par boulonnerie. Le positionnement est réglable latéralement dans le plan horizontal par des trous oblongs, implantés suivant l'axe de l' ensemble. Une plaque supérieure (2b), est posée sur le support (2a) et fixée par boulonnerie, dans des trous oblongs et implantés dans l' axe perpendiculaire au premier assemblage. Cette plaque (2b) maintien le système so de levage du porteur (3). De par la conception de cette attache, l'ensemble est articulé librement dans tous les plans, suivant l'axe général de gravité. Le réglage de verticalité est affiné par le déplacement perpendiculaire des plaques (2a) et (2b) dans les espaces prévus des trous oblongs. Une fois l'axe de gravité de l'ensemble confondu avec l'axe vertical, le positionnement de la fixation est bloqué à vie. 4. Appareil selon la revendication 1, s caractérisé par une colonne fixe monobloc (1) sous forme de tube à section quadrilatère servant de guide à une colonne mobile interne (7) et supportant les dispositifs de remonté de masse, de commandes hydrauliques, de blocage, de support de manutention et d'antidéboitage des colonnes (1) et (7). o 5. Appareil selon les revendications 1 et 4, caractérisé par un dispositif (fig 2, 3 et 9) comportant un vérin hydraulique (20) déplaçant un équipement de préhension (12) pour le levage d'une masse (10). Le guidage du déplacement de l'équipement de préhension (12) est réalisé par des glissières en profil C (18) et des roulements à billes (19). Ces mêmes guides-glissières is (18) sont utilisés pour l'alignement de l'embout de la tige du vérin hydraulique (20). Un support en fer plat (21) est accroché verticalement à cet embout de vérin et porte en décalé vers le bas l'ensemble pince et étrier (12). La course du vérin (20) assure un déplacement rectiligne sur une hauteur d'environ 1 m. 6. Appareil selon les revendications 1 et 5, caractérisé par une pince hydraulique (12), (fig 2, 3 et 9) réalisée par un vérin hydraulique (15) (sabot de frein à disque ou un vérin hydraulique simple ou double effet, positif ou non). Le vérin hydraulique (15) est monté dans un étrier usiné (16), autoguidé par des plats en bronze (17), situés autour de la barre de préhension (13) 2s de la masse de frappe (10). Dans le cas d'un fonctionnement avec une pince à action positive, le vérin (15) est spécialement adapté pour un blocage mécanique par ressort et coulisseaux-guide afin d' assurer la sécurité des opérateurs. 7. Appareil selon les revendications 1 et 4, caractérisé par un vérin (22) (fig 3) situé sur la colonne fixe (1) et de faible course, dont l'effet de butée au travers d'une lumière solidarisera la colonne mobile (7) à la colonne fixe (1). 8. Appareil selon les revendications 1 et 4, caractérisé par deux supports (5a) et (5b) (fig 1), positionnés sur la colonne fixe (1) en forme de berceau dont le (5b) comportant un rouleau de translation, et une poignée de positionnement (6) fixée sur la colonne (1). 9. Appareil selon les revendications 1 et 4, o caractérisé par un mécanisme (26) (fig 3) bloquant en position de sécurité la course de la colonne mobile (7). 10. Appareil selon les revendications 1 et 4, Caractérisé par une ouverture longitudinale dans les colonnes fixe (1) et mobile (7) i5 dans lesquelles coulisse le mécanisme de préhension. 11. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par une colonne mobile (7) en tube monobloc s'emboîtant dans la colonne fixe (1) avec le minimum de jeu, coulissant vers le bas librement et comportant un tube fixe (11) de section ronde fixé et centré en sa partie supérieure, parcourant son axe le plus long et maintenant la broche de fonçage à son extrémité inférieur. 12. Appareil selon les revendications 1 et 11, caractérisé par une ouverture circulaire au fond de la colonne mobile, (fig 4), laissant le passage avec un minimum de jeu à la rondelle de frappe de la broche de fonçage (8). 13. Appareil selon la revendication 1, caractérisée par une masse (10) d'environ une centaine de kilos, (fig 2, 3 et 9), coulissant librement dans la colonne mobile (7), et autour de son tube (11) comportant une barre calibrée de préhension (13), fixée verticalement en applique, et excentrée sur un côté de celle-ci et s'élevant vers le haul. A l'opposé de cette barre (13) et au sommet de la masse (10), deux roulements (14) assurent un coulissement sans friction dans la colonne mobile (7). Une lumière à la base de la masse (10) permet le passage de la goupille (23).