Brevet FR2956994A1 — publié le 20110909

CAROTTEUSE PERMETTANT DE REALISER UN ORIFICE DANS UNE PAROI D'UN CONDUIT La présente invention se rapporte à une carotteuse, plus particulièrement adaptée pour percer un orifice dans un conduit vertical. De manière générale, une carotteuse comprend un corps supportant un outil relié au corps par des moyens de liaison autorisant un mouvement de rotation selon un axe de rotation et un mouvement de translation selon une direction parallèle à l'axe de rotation. Selon un mode de réalisation complexe, illustré par exemple dans les documents EP-172.307, W083/03457 et permettant de réaliser des orifices dans des conduits enterrés, un robot susceptible de se déplacer dans un conduit horizontal comprend à l'avant un bras à l'extrémité duquel est disposé un outil apte à se translater selon une direction perpendiculaire au conduit et à pivoter selon un axe de rotation perpendiculaire au conduit. Ce type de robot comprend des moyens pour se déplacer dans le conduit et des appuis escamotables permettant d'immobiliser le robot dans le conduit. 15 Ce type de dispositifs a plusieurs inconvénients : Il est en premier lieu complexe et donc coûteux. Aussi, son usage est réservé pour la réalisation d'orifices dans des conduits enterrés inaccessibles depuis le sol. Selon un autre inconvénient, compte tenu de l'architecture, le corps et le bras 20 supportant l'outil sont relativement rigides pour la reprise des efforts de coupe. Enfin, ce type de dispositifs n'est pas adapté pour réaliser des orifices dans des conduits verticaux relativement proches de la surface du sol. Ainsi, ils sont trop encombrants pour passer à l'intérieur d'un conduit par une trappe de visite d'un diamètre réduit. Selon une application, il est fréquent de devoir raccorder une nouvelle canalisation à un conduit vertical déjà existant. A cet effet, on réalise une tranchée jusqu'au conduit vertical dont la largeur est adaptée à celle de la nouvelle canalisation puis on réalise un orifice dans le conduit vertical pour raccorder la nouvelle canalisation depuis l'extérieur du conduit. Pour les orifices de petites dimensions, il est possible d'utiliser une carotteuse portative, portée par un opérateur à la manière d'un perforateur ou d'une perceuse. Pour rendre cette opération la plus commode possible, il est nécessaire de dégager suffisamment de terre autour du conduit pour que l'opérateur puisse réaliser l'orifice dans des conditions satisfaisantes, notamment pour sa sécurité. Il est possible également d'utiliser une carotteuse plus importante rapportée à l'extrémité d'un bras manipulateur, par exemple à l'extrémité du bras d'une pelle mécanique. Comme précédemment, il est nécessaire de dégager suffisamment de terre autour du conduit pour que l'engin puisse positionner la carotteuse correctement. Enfin, selon un autre type de dispositif, la carotteuse est supportée par un trépied fixé à la paroi extérieure du conduit à percer. Pour pouvoir fixer ce trépied, comme précédemment, il est nécessaire de dégager suffisamment de terre autour du conduit. Selon ces trois modes opératoires, il est nécessaire d'agrandir la tranchée prévue pour la nouvelle canalisation et donc d'accroitre significativement le volume de terre retirée autour du conduit pour permettre l'accès à la carotteuse ce qui augmente sensiblement la durée d'intervention et le coût de réalisation de l'orifice. Cette augmentation de la durée d'intervention et du coût de réalisation est encore plus accentuée lorsque le conduit à percer est disposé au niveau d'une chaussée ou à proximité, par exemple sur un trottoir, ce qui est généralement le cas. Aussi, la présente invention vise à pallier les inconvénients de l'art antérieur en proposant une carotteuse de conception simple permettant de réduire le temps d'intervention et les coûts de réalisation. A cet effet, l'invention a pour objet une carotteuse permettant de réaliser un orifice dans une paroi d'un conduit, ladite carotteuse comprenant un châssis supportant un outil relié audit châssis par l'intermédiaire de moyens de liaison autorisant un mouvement de rotation selon un axe de rotation et un mouvement de translation selon une direction dite longitudinale, parallèle à l'axe de rotation, caractérisée en ce qu'elle comprend d'une part une surface d'appui traversée par l'outil lors de son mouvement de translation avec des points d'appui disposés autour de l'outil et au moins un crampon télescopique apte à se translater entre une première position rétractée et une position sortie dans laquelle il prend appui contre la surface intérieure du conduit et plaque la surface d'appui contre la surface intérieure du conduit afin d'immobiliser la carotteuse dans le conduit. Cette solution permet de sensiblement aligner les efforts de blocage avec l'axe de rotation, ce qui permet d'obtenir une carotteuse compacte susceptible de réaliser un orifice dans un conduit depuis l'intérieur du conduit si bien qu'il n'est plus nécessaire de décaisser de manière excessive l'extérieur du conduit ce qui contribue à réduire le temps d'intervention et les coûts de réalisation. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre de l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement, en regard des dessins annexés sur lesquels - La figure 1 est une vue en perspective illustrant une carotteuse selon l'invention lors de son introduction dans un conduit vertical, - La figure 2 est une vue de côté illustrant une carotteuse selon l'invention dans un conduit vertical lors de sa mise en place, La figure 3 est une vue de côté illustrant une carotteuse selon l'invention mise en place dans un conduit vertical, prête à réaliser un orifice, La figure 4 est une vue de côté illustrant une carotteuse selon l'invention lors de la réalisation d'un orifice, La figure 5A est une vue en perspective d'une carotteuse selon l'invention avec une partie du carter rendue invisible, l'outil et le crampon étant en position rétractée, La figure 5B est une vue en perspective d'une carotteuse selon l'invention avec un carter invisible, l'outil et le crampon étant en position sortie, et - La figure 6 est une vue de détails illustrant les moyens de déplacement du crampon. Sur les différentes figures, on a représenté en 10 une carotteuse permettant de réaliser un orifice dans la paroi d'un conduit 14. La carotteuse selon l'invention est plus particulièrement adaptée pour réaliser des orifices dans un conduit vertical, pas trop éloignés de la surface du sol. Toutefois, l'usage de cette carotteuse n'est pas limité à cette application. be manière connue, la carotteuse comprend un châssis 16 supportant un outil 18. Selon un mode de réalisation, l'outil 18 se présente sous la forme d'une cloche avec une partie cylindrique 20 dont une extrémité forme l'arête de coupe 22, comme illustré sur la figure 5B. Toutefois, l'invention n'est pas limitée à ce type d'outil. L'outil 18 est relié au châssis 16 par l'intermédiaire de moyens de liaison autorisant un mouvement de rotation (matérialisé par une double flèche 24) selon un axe de rotation 26 et un mouvement de translation (matérialisé par une double flèche 28) selon une direction dite longitudinale, parallèle à l'axe de rotation 26, comme illustré sur la figure 5A. L'outil peut se translater entre une position dite rétractée et une position sortie. De préférence, la carotteuse comprend un porte outil 30 apte à coulisser par rapport au châssis 16 selon la direction longitudinale, supportant un outil 18 apte à pivoter par rapport audit porte outil 30 selon l'axe de rotation 26. Selon un mode de réalisation illustré sur les figures 5A et 5B, le châssis comprend deux glissières 32, de sections circulaires, parallèles entre elles, s'étendant selon la direction longitudinale, le long desquelles coulissent des bagues coulissantes ou des douilles à billes solidaires du porte-outil 30. Pour assurer le mouvement de translation, le châssis 16 comprend une crémaillère 34 parallèle aux glissières 32 sur laquelle peut engrener un pignon relié à un arbre de sortie d'une motorisation 36 fixée au porte-outil 30. D'autres moyens pourraient être envisagés pour assurer le guidage selon la direction longitudinale et le mouvement de translation. Pour assurer le mouvement de rotation 24, le porte-outil 30 supporte une motorisation 38 dont l'arbre de sortie est relié de préférence de manière démontable à l'outil 18. De préférence, l'arbre de sortie de la motorisation 38 peut être relié à un mandrin dans lequel est immobilisé de manière démontable un arbre solidaire de l'outil 18. Cependant, l'invention n'est pas limitée à ce type de liaison entre l'outil et sa motorisation. Selon un mode de réalisation, le porte-outil 30 comprend une première plaque 40, sensiblement rectangulaire, parallèle aux glissières 32 et une seconde plaque 42, perpendiculaire à la première et à l'axe de rotation 26, des renforts 44 étant prévus pour assurer la rigidité de l'ensemble. Selon l'invention, le châssis 16 comprend une plaque 46 formant un socle sur lequel sont rapportées les glissières 32 ainsi qu'un carter 48 sous forme d'une plaque pliée en U, les bords longitudinaux 50 du socle 46 étant pliés à 90° pour rigidifier ledit socle et servir de surfaces de fixation pour les bords inférieurs du carter 48. Ainsi, le socle 46 et le carter 48 formant le châssis 16 comprennent à une première extrémité une ouverture 52 via laquelle peut passer l'outil 18 lors de son mouvement de translation, ladite ouverture étant délimitée par une surface d'appui 54 apte à être plaquée contre la surface intérieure du conduit lors de la réalisation de l'orifice, ladite surface d'appui 54 étant traversée par l'outil lors de son mouvement de translation. De préférence, cette surface d'appui 54 est perpendiculaire à l'axe de rotation 26. Dans sa version minimaliste, la surface d'appui 54 est définie par au moins trois points de contact répartis au niveau des chants du carter 48 et du socle 46 autour de l'outil. Lorsque l'outil est en position rétractée, l'outil ne vient pas en saillie par rapport 10 à la surface d'appui 54 vers l'extérieur de la carotteuse. Au moins une plaque de renfort 56 peut être prévue au niveau de l'ouverture 52 de manière à rigidifier le carter 48 et limiter l'accès à l'intérieur de la carotteuse aux éléments externes. Avantageusement, ces plaques de renfort 56 ont des formes avec un bord courbe adapté à la forme circulaire d'un outil 18. 15 A l'opposé de l'ouverture 52, le châssis 16 comprend une plaque de protection 58 pour obturer au moins partiellement l'ouverture formée par le socle 46 et le carter 48 à cette extrémité. Cette plaque de protection 58 peut être reliée au carter 48 ou au socle 46. Le châssis comprend également au moins un point d'ancrage 60 pour le relier à un 20 appareil de manutention. Selon un mode de réalisation, le châssis 16 comprend une pluralité de trous 60 répartis dans une plaque 62 reliée au châssis 16 et disposée dans un plan contenant la direction longitudinale. Ces trous 60 permettent le passage d'au moins un élément souple 64 comme une 25 élingue pour relier la carotteuse à un crochet 66 prévu à l'extrémité d'une pelle mécanique. Ces trous 60 permettent également d'obtenir une articulation entre la carotteuse et l'appareil de manutention de manière à positionner la carotteuse verticalement (l'axe de rotation 26 parallèle à l'axe du conduit) de manière à l'introduire dans le conduit via un orifice réduit puis à la positionner horizontalement (l'axe de rotation 26 perpendiculaire à l'axe du conduit). De préférence, l'élingue utilisée pour soulever la carotteuse est fixée à deux points d'ancrage 60 éloignés de manière à former une boucle saisie par un crochet d'un appareil de manutention. Avantageusement, le fait de prévoir plusieurs trous 60 permet de choisir le point d'ancrage 60 adéquat de manière à ce que la carotteuse suspendue soit sensiblement horizontale, sachant que la position du centre de gravité de la carotteuse peut varier en fonction de l'outil 18 monté. Pour immobiliser la carotteuse dans le conduit, cette dernière comprend au moins un crampon télescopique 68 apte à se translater selon une direction sensiblement parallèle à l'axe de rotation 26 entre une première position rétractée illustrée sur les figures 2 et 5A et une position sortie illustrée sur les figures 3, 4, 5B dans laquelle il prend appui contre la surface intérieure du conduit et plaque le châssis 16 (plus particulièrement la surface d'appui 54) contre la surface intérieure du conduit afin d'immobiliser la carotteuse dans le conduit. Cette solution permet d'obtenir une carotteuse compacte facilitant son introduction dans un conduit. De plus, la résultante des efforts de coupe sensiblement confondue avec l'axe de rotation 24 est parallèle et proche de la direction d'appui matérialisée par les points de contacts de la surface d'appui 54 et du crampon télescopique 68. Cet agencement permet d'améliorer la reprise des efforts de coupe et donc de réduire les dimensions des éléments de la carotteuse ce qui contribue également à la rendre plus compacte et à faciliter son introduction dans le conduit. Compte tenu de sa compacité, la carotteuse peut être introduite dans le conduit si bien qu'il n'est pas nécessaire de décaisser de manière excessive à l'extérieur du conduit ce qui tend à réduire le temps d'intervention et les coûts de réalisation. De préférence, le crampon télescopique 68 comprend un bras 70 apte à coulisser dans une glissière 72 de section adaptée à celle du bras 70 solidaire du châssis 16. Selon un mode de réalisation, le socle 46 comprend sur une première face les glissières 32 assurant le guidage de l'outil 18 et sur la face opposée la glissière 72 sous forme d'un conduit dont la section est adaptée à celle du bras 70 de manière à assurer le guidage du crampon télescopique 68. Le bras 70 comprend à une première extrémité un crampon 74 qui s'étend perpendiculairement au bras 70 (perpendiculaire à l'axe de rotation 26), le bras 70 et le crampon formant un L, l'extrémité libre du crampon étant orientée vers l'axe de rotation 26. Cette disposition permet d'améliorer la reprise des efforts de coupe en tendant à rapprocher la résultante des efforts de coupe et la direction d'appui matérialisée par les points de contacts de la surface d'appui 54 et du crampon télescopique 68. Selon un mode de réalisation, le crampon 74 a une forme en U dont les extrémités libres des ailes sont orientées de manière à prendre appui contre la face intérieure du conduit. Les extrémités libres des ailes sont de préférence édentées pour améliorer l'adhérence du crampon sur la face intérieure du conduit. De préférence, le châssis 16 comprend un logement 75 pour le crampon 74. Ce logement 75 en forme de U peut être relié au carter 48, au socle 46 ou à la plaque de protection 58. Pour assurer la translation du crampon télescopique, la carotteuse comprend un vérin 76 intégré dans le bras 70, ce dernier étant sous forme d'un profilé creux avec une section carrée. Cet agencement permet d'améliorer la compacité de la carotteuse. Selon un mode de réalisation, une extrémité du bras 70 est obturée par le crampon 74. Le vérin 76 comprend un corps 78 solidaire du châssis et une tige 80 dont l'extrémité est reliée au bras 70 à proximité du crampon 74. Le vérin comprend un système d'alimentation solidaire du corps avec un premier conduit 82 débouchant dans une première chambre du vérin et un second conduit 84 débouchant dans la seconde chambre du vérin. Ainsi lorsque le premier conduit 82 est alimenté en fluide, la tige du vérin tend à sortir de manière à immobiliser la carotteuse dans un conduit. A contrario, lorsque le second conduit 84 est alimenté en fluide, la tige du vérin tend à se rétracter permettant à la carotteuse d'être introduite dans un conduit. Avantageusement, la carotteuse comprend un poste de commande 86 séparé permettant de contrôler les motorisations 36 et 38 ainsi que le vérin 76 à distance. Avantageusement, les motorisations 36, 38 et le vérin 76 sont de type hydraulique. Ainsi, le poste de commande 86 est relié aux motorisations 36, 38 et au vérin 76 par l'intermédiaire de flexibles 88 permettant de les alimenter en fluide hydraulique. Avantageusement, le poste de commande 86 est alimenté en fluide hydraulique sous pression via des flexibles d'alimentation 90. Ces derniers peuvent être reliés aux flexibles d'une pelle mécanique utilisée pour supporter la carotteuse, à un groupe hydraulique ou toute autre source. Le mode opératoire est le suivant : La carotteuse est suspendue grâce à une élingue à l'extrémité du bras d'une pelle mécanique. Les flexibles d'alimentation 90 en fluide sous pression du poste de commande 86 sont connectés aux flexibles de la pelle mécanique ou à ceux d'un groupe hydraulique. La carotteuse est alors disposée à l'aplomb du conduit. Pour l'introduire dans le conduit, l'opérateur l'incline de manière à orienter l'axe de rotation approximativement à la verticale, soit en appuyant à une extrémité de la carotteuse, soit en agissant sur les flexibles 88 ou soit en ajustant la position de la boucle formée par l'élingue par rapport au crochet prévu à l'extrémité du bras de la pelle mécanique. L'opérateur commande le bras de la pelle mécanique de manière à l'introduire dans le conduit. Lorsque la carotteuse est introduite dans le conduit, elle reprend naturellement sa position horizontale. L'opérateur positionne alors la carotteuse dans le conduit au droit de l'orifice à réaliser comme illustré sur la figure 2. A cet effet, il commande le bras de la pelle mécanique pour positionner en hauteur la carotteuse et sur l'élingue ou les flexibles 88 pour la faire pivoter. Lorsque la carotteuse est correctement positionnée, il commande via le poste de commande la sortie du crampon télescopique 68 pour immobiliser la carotteuse, comme illustré sur la figure 3. En suivant, l'opérateur commande la mise en rotation de l'outil 18. En suivant, il commande la translation de l'outil via le poste de commande, comme illustré sur la figure 4. Après la réalisation de l'orifice, la carotteuse est sortie du conduit en procédant aux étapes précédemment mentionnées en sens inverse. REVENDICATIONS1. Carotteuse permettant de réaliser un orifice dans une paroi d'un conduit (14), ladite carotteuse comprenant un châssis (16) supportant un outil (18) relié audit châssis (16) par l'intermédiaire de moyens de liaison autorisant un mouvement de rotation (24) selon un axe de rotation (26) et un mouvement de translation (28) selon une direction dite longitudinale, parallèle à l'axe de rotation (26), caractérisée en ce qû elle comprend d'une part une surface d'appui (54) traversée par l'outil (18) lors de son mouvement de translation avec des points d'appui disposés autour de l'outil et au moins un crampon télescopique (68) apte à se translater entre une première position rétractée et une position sortie dans laquelle il prend appui contre la surface intérieure du conduit et plaque la surface d'appui (54) contre la surface intérieure du conduit afin d'immobiliser la carotteuse dans le conduit. 2. Carotteuse selon la revendication 1, caractérisée en ce que le crampon télescopique se translate selon une direction parallèle à l'axe de 15 rotation (26). 3. Carotteuse selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le bras (70) comprend à une première extrémité un crampon (74) qui s'étend perpendiculairement au bras (70) de manière à former un L, l'extrémité libre du crampon (74) étant orientée vers l'axe de rotation (26). 20 4. Carotteuse selon la revendication 3, caractérisée en ce que le bras (70) est un profilé creux contenant un vérin (76) assurant la translation du crampon télescopique (68). 5. Carotteuse selon la revendication 3 ou 4, caractérisée en ce que le crampon (74) a une section en U dont les extrémités libres des ailes sont 25 édentées et orientées vers le conduit. 6. Carotteuse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le châssis (16) comprend un socle (46) comportant sur une première face des moyens de guidage en translation de l'outil (18) et sur la face opposée des moyens de guidage du crampon télescopique (68). 7. Carotteuse selon la revendication 6, caractérisée en ce que le châssis (16) comprend un socle (46) ainsi qu'un carter (48) sous forme d'une plaque pliée en U, les bords du carter (48) étant reliés au socle (46) de manière à former à une première extrémité une ouverture (52) via laquelle peut passer l'outil (18) lors de son mouvement de translation. 8. Carotteuse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le châssis (16) comprend au moins un point d'ancrage (60) pour le relier à un appareil de manutention. 9. Carotteuse selon la revendication 8, caractérisée en ce que le châssis (16) comprend une pluralité de points d'ancrage (60) répartis selon la direction longitudinale. 10. Carotteuse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend un poste de commande (86) relié par l'intermédiaire de flexibles (88) aux motorisations prévues pour la translation et la rotation de l'outil (18) et aux moyens pour provoquer la translation du crampon télescopique (68).