Brevet FR2906551A1 — publié le 20080404

DISPOSITIF DE VIDAGE DE BENNE À BÉTON DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION La présente invention concerne un dispositif de vidage de benne à béton. ARRIÈRE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION Le procédé de coulage du béton dans des coffrages au moyen d'un type de bennes dont la base présente une ouverture et un tuyau d'écoulement souple est connu de longue date. Ces bennes sont conformées de façons très diverses mais, dans la plupart des cas, leur base est en forme de tronc de cône inversé ou en forme de tronc de pyramide inversé. L'orifice de vidage inférieur de telles bennes est fermé par un obturateur, à commande manuelle ou motorisée, dont la conception mécanique est aussi extrêmement variable. La conception de cet obturateur est en soi assez complexe, car les contraintes d'utilisation sont sévères et les normes de sécurité et de qualité sont contraignantes, telles par exemple - démontage facile indispensable pour assurer le nettoyage de l'obturateur en cas de blocage du mécanisme par les agrégats, ou même en cas de durcissement du béton, - commande à distance du mécanisme, - maintien de la continuité de la veine de béton pour éviter la souillure des édifices et des utilisateurs par les projections 30 extérieures. Un exemple de solution apportée à ces problèmes est décrit dans le brevet américain US-3.146.924 publié le 1 septembre 1964 au nom de R. Cozadd et al. L'écoulement du béton est alors classiquement contrôlé par des mâchoires formant vanne. 35 L'originalité de ce dispositif est que son étanchéité est assurée par une enveloppe souple fixée, d'une part, sur le col formant la base de la benne et, d'autre part, sur les mâchoires 2906551 2 elles-mêmes. On conçoit cependant facilement que, si elle semble avoir élégamment résolu les problèmes évoqués ci-dessus, cette pièce souple semble en revanche imposer une autre contrainte de 5 maintenance liée à sa fragilité et à l'évolution négative possible de ses caractéristiques. D'autres solutions tendant aux mêmes buts, mais ayant l'avantage de reposer entièrement sur des éléments rigides, ont déjà été proposées par le déposant de la présente demande. 10 Ainsi, dans le brevet français FR-2.590.306 au nom de A. Gilles, publié le 22 mai 1987, il est décrit un dispositif de vidage amovible assurant la continuité de la veine de béton et le sectionnement de celle-ci dans un boîtier situé au droit du fond de la benne. Selon ce même dispositif, une buse de 15 réduction solidaire d'un tuyau souple réalise le guidage de l'écoulement. Un autre ensemble d'obturation, amovible également, est divulgué dans le brevet français FR-2.637.834 publié le 20 avril 1990, également au nom de A. Gilles. Selon cette autre 20 technique, la base de la benne à béton est équipée d'un volet d'obturation en deux parties actionné par un volant. Le béton est coulé dans un entonnoir s'étendant vers le haut, autour du volet et de son mécanisme de commande, et se prolongeant vers le bas par un tuyau souple. 25 Ces deux derniers dispositifs sont des améliorations sensibles aux systèmes ayant fait l'objet des demandes de brevets français FR-2.542.028 et FR-2.607.853 du même inventeur, publiées antérieurement, respectivement le 7 septembre 1984 et le 10 juin 1988. Notamment, le système de vidage, qui était l'objet de la demande FR-2.607.853, était grevé par des coûts de fabrication et d'exploitation excessifs dus au mécanisme complexe de double volet d'obturation et d'embiellage. Une telle complexité n'existe plus dans la version simplifiée décrite dans le brevet FR-2.637.834. Cependant, le dispositif de vidage de benne à béton selon les spécifications du brevet FR-2.590. 306 cité ci-dessus 2906551 3 présente l'inconvénient majeur de ne pas assurer une étanchéité parfaite au droit du dispositif de sectionnement de la veine dans le cas de l'utilisation de bétons très liquides ou auto-plaçants, lesquels sont de plus en plus courants. 5 La structure du système objet du brevet FR-2.637.834 n'assure pas non plus une continuité parfaite de l'écoulement du béton. De plus, ce dispositif présente des risques importants de débordement ne lui permettant pas de satisfaire totalement aux objectifs de propreté et de sécurité initiaux. 10 DESCRIPTION GÉNÉRALE DE L'INVENTION La présente invention vise donc à pallier les inconvénients des dispositifs de vidage de bennes à béton destinés à être 15 agencés verticalement à la base de bennes disposant d'une sortie du béton par le fond évoqués précédemment, c'est-à-dire comportant de haut en bas: - des moyens d'obturation destinés à obturer la sortie de la benne, 20 - des moyens de réception formés d'une enveloppe agencée autour des moyens d'obturation, - des moyens d'écoulement du béton agencés à la partie inférieure des moyens de réception. Elle a plus précisément pour objet un dispositif de ce type 25 dont la caractéristique essentielle est qu'il comporte de plus des moyens d'étanchéité anti-refoulement agencés entre au moins une manchette, prolongeant vers le bas les moyens d'obturation, et la surface intérieure de l'enveloppe. De préférence, ces moyens d'étanchéité sont amovibles. 30 Selon un premier mode de réalisation préféré de l'invention, les moyens d'étanchéité comportent au moins un plan de joint. Dans ce premier mode de réalisation, ces moyens d'étanchéité comprennent avantageusement une plaque de matière 35 souple s'étendant sensiblement horizontalement, dont le bord extérieur est en contact avec l'enveloppe, et qui présente une ouverture centrale dont le bord intérieur est en contact avec la 2906551 4 manchette. De préférence, la plaque de matière souple est enserrée par une bride supérieure et une bride inférieure fixées entre elles. On tire bénéfice du fait que la bride supérieure est munie 5 de préférence de butées verticales qui coopèrent avec des éléments des moyens d'obturation. La plaque est avantageusement de forme carrée, hexagonale, ou circulaire, et l'ouverture centrale est de forme carrée, rectangulaire, hexagonale, circulaire ou ovale, selon les 10 besoins. De préférence, la plaque de matière souple et l'ouverture centrale sont de forme carrée. Selon une variante de réalisation de l'invention, les moyens d'étanchéité comportent au moins deux plans de joint. 15 Dans cette variante, les moyens d'étanchéité comprennent avantageusement: - un manchon agencé coaxialement à la manchette et prolongeant celle-ci vers le bas ; - un premier joint de matière souple fixé de manière étanche à 20 la périphérie de l'extrémité supérieure du manchon, s'étendant sensiblement horizontalement, et dont le bord intérieur est en contact avec la partie inférieure de la manchette; -un second joint de matière souple fixé de manière étanche à la périphérie de l'extrémité inférieure du manchon, s'étendant 25 sensiblement horizontalement, et dont le bord extérieur est en contact avec l'enveloppe. Le manchon peut dans cette variante être réalisé sous la forme de plusieurs éléments agencés de manière télescopique. Dans tous ces modes de réalisation de l'invention, la 30 matière souple utilisée est préférentiellement du caoutchouc. Ces quelques spécifications essentielles rendent évidents pour l'homme de métier les avantages apportés par le dispositif de vidage de benne à béton selon l'invention par rapport à l'état de la technique antérieur. 35 En particulier, le dispositif selon l'invention assure à l'utilisateur la propreté et la sécurité, tout en étant d'un coût économique satisfaisant et compatible avec une utilisation 2906551 5 de longue durée, et ce du fait de la possibilité et de la facilité de remplacement des pièces d'usure à moindre coût. Les spécifications détaillées de l'invention sont données dans la description qui suit en liaison avec les dessins ci- 5 joints. Il est à noter que ces dessins n'ont d'autre but que celui d'illustrer le texte de la description et qu'ils ne constituent donc en aucune sorte une limitation de la portée de l'invention. 10 BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS La Figure 1 est une vue générale du dispositif de vidage de benne à béton conforme à l'invention, selon un premier mode de réalisation préféré, représenté dans une situation où 15 l'enveloppe de réception basculante est en position ouverte pour une opération de maintenance. La Figure 2 est une vue en coupe du dispositif de vidage selon l'invention de la Figure 1, dans laquelle l'enveloppe de réception basculante est fermée en position opérationnelle. 20 Les Figures 3a, 3b, et 3c sont des vues de détail des moyens d'étanchéité du dispositif de vidage des Figures 1 et 2, respectivement de côté, de dessus et en perspective. La Figure 4 est une vue éclatée des moyens d'étanchéité du dispositif de vidage des Figures 1 et 2. 25 Les Figures 5a, 5b, 5c, 5d, et 5e sont des vues de dessus de diverses formes d'exécution des moyens d'étanchéité du dispositif de vidage de benne à béton selon le mode d'exécution préféré de l'invention. La Figure 6 est une vue en coupe partielle d'une variante 30 de réalisation du dispositif de vidage selon l'invention, variante dans laquelle les moyens d'étanchéité comportent deux plans de joint. DESCRIPTION DES MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS DE L'INVENTION Dans un premier mode de réalisation préféré de l'invention, le dispositif de vidage 1 représenté sur la Figure 1 s'adapte 35 2906551 6 par une bride de fixation 2 carrée, de manière connue en soi, à la base d'une benne à béton en forme de tronc de pyramide inversé (non représentée), base qui est elle aussi munie d'une autre bride de fixation carrée correspondant à la première bride 5 de fixation 2. La partie supérieure du dispositif de vidage 1, adjacente à cette bride de fixation 2, est constituée par une manchette verticale 3, de section carrée, comportant des moyens d'obturation 4 commandés manuellement par un opérateur. 10 Pour ce faire, de manière connue en soi, les parties supérieures de deux faces opposées 5,6 de la manchette 3 (montrée en coupe sur la Figure 2), dites faces latérales, présentent chacune intérieurement une rampe, en arc de cercle, agencée dans une même section horizontale, guidant un 15 obturateur 7 formé par un secteur cylindrique de rayon correspondant à celui des deux rampes. L'obturateur 7, en conséquence en forme de lame incurvée, pénètre à l'intérieur de la manchette 3 par une fente horizontale aménagée dans la paroi arrière 8 située entre les rampes et arrive en butée sur la 20 paroi opposée 9, qui est pleine et fermée. L'obturateur 7 est soudé sur une barre 10 portée par deux bras mobiles 11,12 articulés, selon un axe XX' situé au-dessus de la manchette 3, sur deux bras fixes 13,14 solidaires de la manchette 3 et soudés extérieurement sur les faces latérales 5,6 de celle-ci. 25 La manoeuvre de l'obturateur 7 est réalisée au moyen de deux bras de levier 15,16 fixés à une extrémité sur les bras mobiles 11,12, au voisinage de la base de ces derniers, et assemblés par des barres transversales à leur autre extrémité. La fente transversale aménagée dans la paroi arrière 8 de la 30 manchette 3 est susceptible de laisser s'échapper un béton particulièrement fluide ou la laitance. Pour éviter les souillures et les projections, des moyens de réception du béton constitués d'une enveloppe 17 en forme de tronc de cône inversé, ou en forme de tronc de pyramide inversé, 35 sont fixés sur la manchette 3. Cette enveloppe 17 est basculante et démontable. Elle est rendue solidaire de la manchette 3, et judicieusement 2906551 7 positionnée, par l'intermédiaire d'une poignée en rond 18 posée sur les extrémités formant un U de deux pattes 19 soudées extérieurement à la manchette 3, sur la paroi arrière 8 de celle-ci, et d'un dispositif d'accrochage rapide 20,21 sur 5 l'avant. La Figure 1 représente cette enveloppe 17 en position ouverte, ladite enveloppe, pour une meilleure compréhension, étant dessinée avec sa partie supérieure partiellement arrachée, délimitée par les pointillés ; la Figure 2 représente la même 10 enveloppe en position fermée. En position fermée, l'enveloppe 17 est agencée de telle manière que son bord supérieur 22 s'élève au moins au niveau de la bride de fixation 2 au fond de la benne, donc nettement au-dessus de la fente de l'obturateur 7. 15 Le bord inférieur 23 de la manchette 3 est situé en regard de la section inférieure tubulaire et cylindrique 24 de l'enveloppe 17, laquelle section inférieure est destinée à recevoir un tuyau souple fixé au moyen d'un collier. L'enveloppe 17 basculante, dont l'avantage est de pouvoir 20 être nettoyée facilement quand elle est ouverte, présente le désavantage de ne pas être toujours parfaitement positionnée par rapport à la manchette 3 quand elle est fermée. De ce fait, il peut exister un intervalle 25 entre la paroi de l'enveloppe 17 et le bord inférieur 23 de la manchette 3. Cet 25 intervalle 25 est la source de projections très importantes de bétons très fluides, notamment en cas de refoulement. Le problème de la limitation des projections de béton issues de la fente de l'obturateur 7 n'est donc que déplacé. Afin de pallier cet inconvénient, le dispositif de vidage 1 30 selon l'invention comporte des moyens d'étanchéité 26 antirefoulement agencés entre la manchette 3 et l'enveloppe 17. Les Figures 3a, 3b, 3c et 4 montrent un mode de réalisation préféré de ces moyens d'étanchéité 26. Dans ce mode réalisation, un seul plan de joint est mis en 35 oeuvre par les moyens d'étanchéité 26. Ils comprennent une plaque carrée 27 de matière souple, présentant une ouverture centrale carrée 28. La plaque est 2906551 8 enserrée par une bride supérieure 29 et une bride inférieure 30, fixées entre elles, l'une et l'autre de forme également carrée. Cette disposition confère rigidité à une bande comprise entre les bords intérieur et extérieur de la plaque 27. 5 La bride supérieure 29 est munie sur deux côtés opposés de butées verticales 31, 32, constituées par deux pattes s'étendant vers le haut perpendiculairement à son plan. De préférence, la plaque 27 est une plaque de caoutchouc, naturel ou synthétique, par exemple de 3 mm d'épaisseur, vissée 10 ou rivetée entre deux brides 29,30 d'acier. Comme le montrent bien les Figures 1 et 2, les moyens d'étanchéité 26 sont placés sur la partie inférieure de la manchette 3, celle-ci étant introduite dans l'ouverture centrale 28 de la plaque 27 jusqu'au moment où les butées 31,32 15 entrent en contact avec les extrémités inférieures des deux bras fixes 13,14 solidaires de la manchette 3. L'étanchéité entre la manchette 3 et l'enveloppe 17 est assurée par la souplesse de la plaque 27, dont les bords se déforment alors au contact de l'une et de l'autre, comme le 20 montre la vue agrandie 33 de la Figure 2. Les moyens d'étanchéité 26 étant engagés de bas en haut sur la partie inférieure de la manchette 3 au moment de leur placement, le bord 27a de l'ouverture centrale 28 de la plaque 27 est déformé vers le bas, tandis que, puisque l'enveloppe 17 25 est fermée par un mouvement de basculement de bas en haut, le bord extérieur 27b de la plaque 27 est déformé vers le haut. Il va de soi que les formes de la plaque 27 et de l'ouverture centrale 28 sont adaptées aux sections de la manchette 3 et de l'enveloppe 17 pour chaque type particulier de 30 bennes. La plaque carrée 27 ayant une découpe centrale 28 également carrée représentée sur les Figures 3a, 3b, 3c et 4 est prévue pour équiper des bennes de type standard. Les diverses formes représentées sur les Figures 5a à 5e 35 sont des formes adaptées à d'autres types de bennes ou de trémies de transfert. L'enveloppe 17 est, selon les besoins et/ou les 2906551 9 applications, en forme de tronc de pyramide inversé (Figures 1 et 2), ou en forme de tronc de cône inversé. Dans le second cas, si la manchette 3 est de section carrée, il est clair que les moyens d'étanchéité qui conviennent sont 5 ceux représentés sur la Figure 5c, c'est-à-dire ceux comportant un disque de matière souple 27 muni d'une découpe centrale carrée 28. Toujours dans ce second cas, si la manchette 3 est de section circulaire, les moyens d'étanchéité convenables sont formés d'un disque 27 muni d'une découpe centrale circulaire 28, 10 comme représenté à la Figure 5d. Si la manchette 3 est inclinée sur la verticale, la découpe centrale 28 de la plaque 27 sera ovale dans le cas d'une manchette de section circulaire et ladite découpe sera rectangulaire dans le cas d'une manchette de section carrée. 15 Le principe de conception de tous ces moyens d'étanchéité dans ce mode de réalisation préféré de l'invention, c'est-à-dire quand ils ne comportent qu'un seul plan de joint, reste le même : une plaque souple 27, rigidifiée en partie par deux brides 29,30, avec une ouverture centrale 28. 20 Selon une variante de réalisation de l'invention, des moyens d'étanchéité 26 comportant deux plans de joint sont représentés sur la Figure 6. Ces moyens d'étanchéité 26 sont mis en oeuvre notamment quand un espace important existe entre le bord inférieur 23 de la 25 manchette 3 et la paroi de l'enveloppe 17 et, a fortiori, quand le bord inférieur de la manchette 3 est situé au dessus du bord supérieur 22 de l'enveloppe 17. Dans ce cas, les moyens d'étanchéité comprennent avantageusement: 30 - un manchon 34 agencé coaxialement à la manchette 3 et prolongeant celle-ci vers le bas ; - un premier joint 35 de matière souple qui est fixé de manière étanche par des premières brides d'assemblage 36,37 à la périphérie de l'extrémité supérieure du manchon 34, qui s'étend 35 sensiblement horizontalement, et dont le bord intérieur est en contact avec la partie inférieure de la manchette 3; - un second joint 38 de matière souple qui est fixé de manière 2906551 10 étanche par des secondes brides d'assemblage 39,40 à la périphérie de l'extrémité inférieure du manchon 34, qui s'étend sensiblement horizontalement, et dont le bord extérieur est en contact avec l'enveloppe 17. 5 La matière souple constituant les premier et second joints 35,38 est de préférence du caoutchouc, naturel ou synthétique. Dans cette variante de réalisation, un nettoyage aisé de l'ensemble peut être obtenu par un déplacement vertical de l'enveloppe 17 au moyen de pattes télescopiques, plutôt que par 10 basculement. Quel que soit son mode de réalisation, le dispositif de vidage pour benne à béton décrit ci-dessus constitue un ensemble compact facilement démontable en désolidarisant la bride de fixation 2 du fond de la benne. 15 Les différents éléments rigides le constituant sont de préférence réalisés en acier, en alliage léger ou en matériaux composites. Certains sont avantageusement des pièces de fonderie. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seuls 20 modes d'exécution préférentiels décrits ci-dessus. Notamment, les moyens d'étanchéité mis en oeuvre dans le dispositif de vidage de benne à béton selon l'invention peuvent présenter plusieurs plans de joint, et être obtenus par un empilement de moyens d'étanchéité 26 du type de ceux décrits en 25 liaison avec les Figures 3a, 3b, 3c, 4 et 5a à 5c, c'est-à-dire comporter une juxtaposition de plaques 27 de matière souple rigidifiées par des brides 29,30. Les moyens d'étanchéité peuvent aussi être un assemblage comportant une pluralité de moyens d'étanchéité 26 du type de 30 ceux décrits en liaison avec la Figure 6, c'est-à-dire présenter une succession de manchons munis de joints, agencés de manière télescopique. Chaque joint peut être réalisé en une matière équivalente au caoutchouc, et présentant donc des caractéristiques de souplesse 35 similaires. L'épaisseur de chaque joint, donnée à titre d'exemple de 3mm, pourra également varier en fonction de la matière souple 2906551 11 idéalement retenue. L'invention embrasse donc toutes les variantes possibles de réalisation qui restent dans le cadre défini par les revendications ci-après. 5 REVENDICATIONS 1) Dispositif de vidage de benne à béton (1) destiné à être agencé verticalement à la base d'une benne à béton disposant d'une sortie du béton par le fond, ledit dispositif (1) étant du type de ceux comportant de haut en bas : - des moyens d'obturation (4) destinés à obturer ladite sortie, - des moyens de réception (17) formés d'une enveloppe (17) agencée autour desdits moyens d'obturation (4), - des moyens d'écoulement (24) du béton agencés à la partie inférieure desdits moyens de réception (17), caractérisé en ce qu'il comporte de plus des moyens d'étanchéité (26) anti-refoulement agencés entre au moins une manchette (3) , prolongeant vers le bas lesdits moyens d'obturation (4), et la surface intérieure de ladite enveloppe (17). 2) Dispositif de vidage de benne à béton (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens 20 d'étanchéité (26) sont amovibles. 3) Dispositif de vidage de benne à béton (1) selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdits moyens d'étanchéité (26) comportent au moins un plan de 25 joint. 4) Dispositif de vidage de benne à béton (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens d'étanchéité (26) comprennent une plaque (27) de matière souple 30 s'étendant sensiblement horizontalement, dont le bord extérieur est en contact avec ladite enveloppe (17), et qui présente une ouverture centrale (28) dont le' bord intérieur est en contact avec ladite manchette (3). 35 5) Dispositif de vidage de benne à béton (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite plaque (27) est enserrée par une bride supérieure (29) et une bride 2906551 13 inférieure (30) fixées entre elles. 6) Dispositif de vidage de benne à béton (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite bride 5 supérieure (29) est munie de butées verticales (31,32) coopérant avec des éléments (13,14) desdits moyens d'obturation (4). 7) Dispositif de vidage de benne à béton (1) selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que 10 ladite plaque (27) est de forme carrée, hexagonale, ou circulaire, et en ce que ladite ouverture centrale (28) est de forme carrée, rectangulaire, hexagonale, circulaire ou ovale. 8) Dispositif de vidage de benne à béton (1) selon l'une 15 quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que ladite plaque (27) et ladite ouverture centrale (28) sont de forme carrée. 9) Dispositif de vidage de benne à béton (1) selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdits moyens d'étanchéité (26) comportent au moins deux plans de joint. 10) Dispositif de vidage de benne à béton (1) selon la revendication 9, caractérisé en ce que lesdits moyens d'étanchéité (26) comprennent : - un manchon (34) agencé coaxialement à ladite manchette (3) et prolongeant ladite manchette (3) vers le bas ; - un premier joint (35) de matière souple fixé de manière 30 étanche à la périphérie de l'extrémité supérieure dudit manchon (34), s'étendant sensiblement horizontalement, et dont le bord intérieur est en contact avec la partie inférieure de ladite manchette (3); - un second joint (38) de matière souple fixé de manière étanche 35 à la périphérie de l'extrémité inférieure dudit manchon (34), s'étendant sensiblement horizontalement, et dont le bord extérieur est en contact avec ladite enveloppe (17). 2906551 14 11) Dispositif de vidage de benne à béton (1) selon la revendication 10, caractérisé en ce que le manchon est réalisé sous la forme de plusieurs éléments agencés de manière télescopique. 5 12) Dispositif de vidage de benne à béton (1) selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, ou selon les revendications 10 et 11, caractérisé en ce que ladite matière souple est du caoutchouc, naturel ou synthétique, ou en toute autre matière 10 possédant des caractéristiques de souplesse similaires.