Brevet FR3068374A1 — publié le 20190104

MACHINE EXCAVATRICE POUR RONGER LES BORDURES ET LES CANIVEAUX Domaine technique La présente invention se rapporte au domaine des machines de terrassement, et tout particulièrement celui des machines excavatrices pour ronger les bordures et les caniveaux en béton qui bordent les trottoirs, de sorte à les concasser. Etat de la technique Traditionnellement, les machines excavatrices pour ronger les bordures et les caniveaux en béton comprennent une fraise horizontale munie de dents qui est entraînée en rotation, ce qui permet de raboter la bordure ou le caniveau. Cette fraise horizontale est agencée à l'extrémité d'un bras de manipulation articulé d'une pelleteuse, en remplacement du godet. Cette conception de machine présente des inconvénients. En effet, durant le rabotage, la rotation de la fraise horizontale soulève les bordures et les casse en gros morceaux, difficilement exploitables en l'état. En outre, cette conception de fraise horizontale ne permet pas une excavation en profondeur. Il est également connu des machines excavatrices comprenant une fraise verticale agencée à l'extrémité d'un bras de manipulation articulé d'une pelleteuse, en remplacement du godet, ce qui permet une excavation plus profonde qu'avec une fraise horizontale. L'utilisation d'une fraise verticale permet un meilleur concassement des bordures et caniveaux en béton qu'avec une fraise horizontale. Ce concassement reste tout de même grossier. En outre, que ce soit avec une fraise horizontale ou avec une fraise verticale, il reste toujours nécessaire d'évacuer les gravats au moyen de la pelleteuse sur laquelle a été repositionné le godet, voire d'une machine excavatrice munie d'un système d'évacuation par aspiration. On citera par exemple les brevets EP2324158B1 et EP1273411A2 divulguant de telles fraises horizontales ou verticales. Résumé de l'invention La présente invention a pour objet principal de mettre en oeuvre une machine excavatrice pour ronger les bordures et les caniveaux en béton en assurant un concassement optimal du béton, pour en faire des cailloux réutilisables. 2 Un autre objet de l'invention est de permettre une évacuation directe de ces cailloux par ladite machine. Un autre objet de l'invention est de permettre un travail de terrassement à proximité des parois murales. 5 Un autre objet de l'invention est de faciliter la manipulation de la machine sur la chaussée durant l'opération de terrassement. A cet effet, selon l'invention, la machine excavatrice pour ronger des bordures et des caniveaux en béton comprend une fraise verticale munie de dents et un dispositif d'entraînement en rotation de la fraise verticale. En outre, la machine comprend un dispositif 10 de locomotion permettant son déplacement selon une trajectoire d'avance, ce qui permet de déplacer la fraise verticale le long de la bordure ou du caniveau en béton, en étant disposée dans la tranchée formée durant le terrassement et le concassement du béton. En outre, la machine comprend une structure de support de la fraise verticale, munie d'une pièce de retenue agencée sur le côté arrière la fraise verticale, à proximité de celle-ci, ladite pièce de retenue étant 15 configurée pour contenir le concassement autour de la fraise verticale durant le mouvement d'avance de ladite fraise. Le côté arrière de la fraise verticale est défini en tenant compte de la trajectoire d'avance de la machine. En outre, la machine comprend un dispositif d'extraction du concassement contenu autour de la fraise verticale. Lorsque la fraise verticale est enfoncée dans la bordure ou le caniveau, celle-ci commence 20 à ronger le béton et à former une tranchée du fait de la trajectoire d'avance de la machine. La présence de la pièce de retenue évite de projeter vers l'arrière le concassement, dans la tranchée qui s'est formée. Ainsi, le concassement reste contenu autour de la fraise verticale du fait de la présence de ladite pièce de retenue et des parois latérales et avant de la tranchée en cours de formation durant le rongement de la bordure ou du caniveau par les dents de la fraise verticale. 25 Le concassement du béton est affiné grâce à sa contenance autour de la fraise verticale, ce qui permet d'obtenir des cailloux qu'il est possible de réutiliser directement, sans autre transformation. L'évacuation progressive du concassement contenu autour de la fraise verticale au fur-et-à-mesure de l'avancement de la machine, grâce au dispositif d'extraction, permet de poursuivre l'excavation de la bordure ou du caniveau en béton avec une progression régulière, tout en évitant un bourrage dans la tranchée par le concassement et/ou la formation de buttes de concassement sur les côtés latéraux de la tranchée. 3 Selon l'invention, la machine comprend un dispositif d' actionnement de la structure de support de la fraise verticale. Ce dispositif d' actionnement est configure pour déplacer en translation verticale la fraise verticale et la pièce de retenue, d'une position dégagée dans laquelle la machine est au repos, à une position engagée permettant le concassement et 5 l'excavation, et inversement. Selon une réalisation de la machine objet de l'invention, le dispositif d' actionnement comprend un système de guidage en translation vertical de la structure de support de la fraise verticale et au moins un actionneur agissant sur ladite structure de support. On pourrait envisager des variantes en restant dans le cadre de l'invention, par exemple un bras 10 manipulateur assurant un déplacement vertical de ladite structure de support. Selon une réalisation de la machine objet de l'invention, la pièce de retenue est constituée d'une lame incurvée formant une bêche. Cette forme incurvée favorise le malaxage du concassement contenu autour de la fraise verticale sous l'action de la rotation de ladite fraise. De préférence, cette lame incurvée s'étend sur la longueur de la fraise verticale jusqu'au moins 15 sons extrémité inférieure. Cela permet avantageusement de racler convenablement le fond de la tranchée durant l'avancement de la machine. Selon une réalisation de la machine objet de l'invention, le dispositif d'extraction comprend une vis sans fin agencée sur la fraise verticale et configurée pour permettre la remontée du concassement et, un caisson agencé au-dessus de la pièce de retenue et recevant la partie 20 supérieure de ladite fraise, ledit caisson étant configure pour guider le concassement durant sa remontée. Selon cette réalisation, de préférence, le dispositif d'extraction comprend un convoyeur permettant une évacuation du concassement hors de ladite machine. En outre, le caisson est configure pour acheminer le concassement jusqu'en amont dudit convoyeur. Ainsi, le 25 concassement contenu autour de la fraise verticale se déplace en hauteur le long de la ladite fraise grâce à la vis sans fin, puis il est guide par le caisson jusqu'à atteindre l'extrémité amont du convoyeur, lequel assure ensuite son évacuation, par exemple en déversant ledit concassement directement dans un camion benne de sorte à éviter une manipulation additionnelle dudit concassement et à permettre directement son acheminement vers un autre 30 site pour être réutilisé. Selon cette réalisation, de préférence, le convoyeur comprend deux parties. L'extrémité amont de la première partie, disposée en amont, étant assujettie à la structure de support de la 4 fraise verticale, ce qui permet de la maintenir convenablement en position vis-à-vis du caisson qui guide le concassement jusque ladite extrémité amont. En outre, l'extrémité aval de ladite première partie est articulée sur un châssis de ladite machine, ce qui laisse une liberté de déplacement verticale de l'extrémité amont de cette première partie, du fait des déplacements 5 possibles de la structure de support de la fraise verticale. Par ailleurs, l'extrémité amont de la seconde partie est montée en rotation selon un axe vertical sur ledit châssis pour pivoter en position escamotée ou en position déployée. L'extrémité amont de ladite seconde partie est positionné sous l'extrémité aval de ladite première partie, en position déployée. Dans la position escamotée, le convoyeur est plié sur la machine, ce qui permet à celle-ci d'être déplacer sur la 10 voie publique. Selon cette réalisation du dispositif d'extraction, la fraise verticale comprend des dents disposées sous un filet de la vis sans fin et suivant le cheminement dudit filet. Cela permet de concasser le béton sur la hauteur de la fraise verticale sans entraver la fonction de la vis sans fin, à savoir assurer la remontée du concassement situé autour de la fraise verticale jusque dans 15 le caisson. La fraise verticale comprend également des dents au niveau de son extrémité inférieure, au-delà de la position de la vis sans fin, ce qui permet de ronger convenablement le fond de la tranchée et de pénétrer dans le sol en début de tranchée. Selon une réalisation de la machine objet selon l'invention, le dispositif de locomotion comprend deux roues avant disposées chacune d'un côté latéral et une roue arrière disposée en 20 partie centrale. De préférence, selon cette réalisation, la fraise verticale est disposée à proximité de ladite roue arrière. Cela facilite le déplacement de la machine en suivant convenablement la bordure ou du caniveau, lors de changements de trajectoire. Cela permet également de travailler à proximité de paroi murale. En outre, cela permet à la machine de rester en permanence sur la chaussée durant le terrassement. 25 Brève description des figures Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante s'appuyant sur des figures, parmi lesquelles : - Les figures 1 à 3 illustrent respectivement une vue de côté, une vue de dessus et une vue de derrière d'un mode de réalisation de la machine objet de l'invention ; 30 - La figure 4 illustre plus en détail une partie de la machine dans laquelle est positionnée la fraise verticale ; - La figure 5 illustre plus en détail la fraise verticale mise en oeuvre sur la machine. 5 Description détaillée Dans la suite de la description, la machine excavatrice pour ronger les bordures et les caniveaux en béton sera dénommée « machine », sauf indication contraire. Tel qu'illustré sur les figures 1 à 3, la machine 1 comprend un châssis 2 sur les côtés latéraux 5 2a, 2b duquel sont montées deux roues avant 3a, 3b. Une roue arrière 3c est également agencée sur le châssis 2, dans la partie centrale de celui-ci, c'est-à-dire plus ou moins dans le plan médian P du châssis 2, illustré en figures 2 et 3. De préférence, seules les deux roues avant 3a, 3b sont directionnelles afin d'offrir une meilleure maniabilité à la machine 1 lors des changements de trajectoire des bordures ou des caniveaux. Bien entendu, la machine 1 10 comprend également une motorisation, un système d'embrayage, un système de transmission, un système d'orientation des roues avant 3a, 3b permettant la locomotion de la machine 1, afin de déplacer celle-ci selon une trajectoire d'avance illustrée par la flèche Fi. Ces éléments du dispositif de locomotion de la machine 1 ne sont pas détaillés, mais pourront correspondre à ceux déjà existant sur les machines de chantier traditionnelles équipées d'un dispositif de 15 locomotion. Tel que l'illustre les figures 1 à 5, la machine 1 comprend une fraise verticale 4 et une structure de support 5 de cette fraise verticale 4. La structure de support 5 comprend une plaque 50 sur laquelle est monté un moteur 6 qui peut être un moteur hydraulique ou électrique. Ce moteur 6 est accouplé à la partie supérieure 4a de la fraise verticale 4, ce qui permet l'entraînement en 20 rotation de ladite fraise verticale 4 selon l'axe X1 . La machine 1 comprend une structure de guidage 7 qui reçoit en liaison glissière la structure de support 5 de sorte à permettre son déplacement en translation dans le sens de l'axe Xl. Des vérins 8, dont un est illustré en figures 3 et 4, sont agencés entre le châssis 2 et la structure de support 5 et permettent de monter ou de descendre ladite structure de support 5 le long de la structure de guidage 7. 25 Tel qu'illustré notamment en figures 4 et 5, la fraise verticale 4 comprend dans sa partie inférieure 4b une vis sans fin 40 qui présente un filet 401, en-dessous duquel sont agencés des dents 41 orientées en fonction du sens du filet 401. L'orientation des dents 41 et le sens du filet 401 définissent le sens de rotation du moteur 6, lequel tourne selon la flèche F2 illustrée en figure 5. La fraise verticale 4 comprend également des dents 42 agencées au-delà de l'extrémité 30 inférieure 40a de la vis sans fin 40, comme l'illustrent les figures 4 et 5. Tel qu'illustré en figures 1, 3 et 4, la structure de support 5 comprend une lame 51 qui présente une forme incurvée. La lame 51 s'étend sur la hauteur de la partie inférieure 4b de la fraise 6 verticale 4 jusqu'à son extrémité inférieure 4e, dans laquelle se situent les dents 42, voire au-delà desdites dents 42. La lame 51 est disposée à proximité de la fraise verticale 4 de manière à maintenir un léger espacement entre cette lame 51 et les dents 41, ce qui évite leur contact et permet de malaxer convenablement le concassement tout en forçant celui-ci à se déplacer vers 5 le haut de la fraise verticale 4. La structure de support 5 comprend un caisson 52 qui, de préférence, est de forme circulaire. Ce caisson 52 reçoit la partie supérieure 4a de la fraise verticale 4 et la partie d'extrémité supérieure 40b de la vis sans fin 40, comme cela apparaît en regard des figures 4 et 5. Tel qu'illustré sur les figures 1 et 2, la machine 1 comprend un convoyeur 9 qui comprend une 10 première partie 90 disposée en amont et une seconde partie 91 disposée en aval. La première partie 90 comprend une extrémité amont 90a et une extrémité aval 90b. Cette extrémité amont 90a est montée en liaison pivot sur la structure de support 5 et elle communique avec le caisson 52 qui présente pour cela une ouverture avec une embouchure de guidage (non illustrée sur les figures) donnant sur ladite extrémité amont 90a. L'extrémité aval 90b de la première partie 90 15 est articulée sur le châssis 2 au moyen de deux bielles 900, 900'. La descente de la structure de support 5 permet d'incliner la première partie 90 comme illustré sur la figure 1. Au contraire, la montée de la structure de support 5 permet de ramener la première partie 90 plus ou moins dans un plan horizontal parallèle au châssis 2. La seconde partie 91 du convoyeur 9 comprend une extrémité amont 91a et une extrémité aval 20 91b. L'extrémité amont 91a est montée en liaison pivot d'axe X2 sur le châssis 2, ce qui permet de pivoter dans un sens, vers l'avant, cette seconde partie 91 jusqu'à atteindre une position déployée illustrée en figures 1 et 2. Le pivotement de cette seconde partie 91 dans l'autre sens permet au contraire de ramener celle-ci vers l'arrière, au-dessus du châssis 2, en position escamotée. Dans la position déployée, l'extrémité amont 91a de la seconde partie 91 est 25 positionnée en-dessous de l'extrémité aval 90b de la première partie 90. En position déployée, la seconde partie 91 est inclinée vers le haut, comme l'illustre la figure 1, ce qui permet de rehausser son extrémité aval 91b afin de la positionner au-dessus d'une benne d'un camion (non illustré). Ces première et seconde parties 90, 91 du convoyeur 9 comprennent chacune une bande 30 transporteuse 901, 911 tournant en boucle fermée et s'étendant de l'extrémité amont 90a, 91a jusque l'extrémité aval 90b, 91b. 7 Lors de l'excavation d'une bordure ou d'un caniveau en béton, la machine 1 est tout d'abord positionnée dans l'alignement de ladite bordure ou dudit caniveau, puis la fraise verticale 4 est actionnée en rotation et la structure de support 5 descends, ce qui permet aux dents 42 à l'extrémité inférieure 4c de la fraise verticale 4 de ronger le béton et de pénétrer dans le sol, 5 jusqu'à ce que ladite structure de support 5 et la fraise verticale 4 atteignent la position illustrée en figures 1 et 3 par rapport aux roues 3a, 3b, 3c. La descente de la structure de support 5 permet simultanément l'inclinaison de la première partie 90 du convoyeur 9. La seconde partie 91 dudit convoyeur 9 est préalablement déployée et les bandes transporteuses 901, 911 sont actionnées en rotation pour évacuer le béton concassé. Puis, la machine 1 est déplacée selon la trajectoire 10 d'avance illustrée par la flèche Fi en suivant la bordure ou le caniveau. Le positionnement de la structure de support 5 et de la fraise verticale 4 à l'arrière de la machine 1, plus ou moins dans l'axe de la roue arrière 3c, à proximité de celle-ci, permet de suivre précisément de la bordure ou du caniveau lors des changements de trajectoire, par exemple lors d'un virage sur la chaussée. Durant le déplacement de la machine 1, la fraise verticale 4 ronge le béton grâce 15 aux dents 41 et forme une tranchée ; la présence de la lame 51 du côté arrière de la fraise verticale 4 (en regard du sens d'avance défini par la flèche Fi) permet d'empêcher la projection du béton concassé vers l'arrière dans la tranchée qui s'est formée et, ainsi, permet de contenir ledit béton concassé dans l'environnement autour de la fraise verticale 4, ce qui améliore encore le concassement du béton pour en faire des cailloux. La lame 51 permet en outre de racler le 20 fond de la tranchée durant ledit déplacement de la machine 1. Par ailleurs, la rotation de la vis sans fin 40 permet de faire remonter le béton concassé contenu autour de la fraise verticale 4, jusque dans le caisson 52 où ledit béton concassé est guidé et évacué en tombant sur l'extrémité amont 90a de la première partie 90 du convoyeur 9. Ce convoyeur 9 évacue ensuit le béton concassé hors de la machine 1, par exemple en positionnant l'extrémité aval 91b de la seconde 25 partie 91 au-dessus d'une benne d'un camion qui accompagne la machine 1 durant son déplacement. En fin de terrassement, la structure de support 5 est remontée, ce qui permet de dégager la fraise verticale 4 et la lame 51 hors de la tranchée et, concomitamment, de repositionner la première partie 90 du convoyeur 9 dans un plan parallèle au châssis 2. La fraise verticale 4 est disposée sur un côté latéral 2b du châssis 2, dans l'axe de la roue arrière 30 3c. Cela permet avantageusement le positionnement de la machine 1 à proximité d'une paroi murale. D'autres caractéristiques sont envisageables sans sortir du cadre de l'invention. La machine 1 comprend notamment une cabine 10 qui, de préférence, est montée en translation latérale sur 8 un côté latéral 2b du châssis 2, du côté de la fraise verticale 4, de sorte à améliorer la visibilité de la bordure ou du caniveau à ronger, dans une position sortie de la cabine 10 illustrée en figure 2, tout en offrant la possibilité de se positionner à fleure d'une paroi murale, dans une position rentrée de la cabine 10 illustrée en figure 3. 5 On peut également envisager des variantes de réalisation de la machine 1, par exemple pour l'évacuation du béton concassé. On pourrait en effet aménager un conduit d'extraction relié au caisson 52 et connecté sur un système d'aspiration REVENDICATIONS1. Machine (1) excavatrice pour ronger des bordures et des caniveaux en béton, laquelle comprend une fraise verticale (4) munie de dents (41, 42) et un dispositif d'entraînement en rotation (6) de la fraise verticale, caractérisée en ce que la machine comprend : - un dispositif de locomotion (2, 3a, 3b, 3c) permettant son déplacement selon une trajectoire d'avance (F1), - une structure de support (5) de la fraise verticale, munie d'une pièce de retenue (51) agencée sur le côté arrière la fraise verticale, à proximité de celle-ci, ladite pièce de retenue étant configurée pour contenir le concassement autour de la fraise verticale durant le mouvement d'avance de ladite fraise, - un dispositif d'extraction (52, 9) du concassement contenu autour de la fraise verticale. 2. Machine (1) selon la revendication 1, laquelle comprend un dispositif d'actionnement (7, 8) de la structure de support (5), ledit dispositif étant configure pour déplacer en translation verticale la fraise verticale (4) et la pièce de retenue (51) d'une position dégagée à une position engagée, et inversement. 3. Machine (1) selon la revendication 2, dans laquelle le dispositif d'actionnement comprend un système de guidage (7) en translation verticale de la structure de support (5) et au moins un actionneur (8) agissant sur ladite structure de support. 4. Machine (1) selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la pièce de retenue est constituée d'une lame (51) incurvée formant une bêche. 5. Machine (1) selon la revendication 4, dans laquelle la lame (51) incurvée s'étend sur la hauteur de la fraise verticale (4) jusqu'au moins son extrémité inférieure (4c). 6. Machine (1) selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle le dispositif d'extraction comprend une vis sans fin (40) agencée sur la fraise verticale (4) et configurée pour permettre la remontée du concassement et, un caisson (52) agencé au- dessus de la pièce de retenue (51) et recevant la partie supérieure (4a) de ladite fraise, ledit caisson étant configure pour guider le concassement durant sa remontée. 7. Machine (1) selon la revendication 6, dans laquelle le dispositif d'extraction comprend un convoyeur (9) permettant une évacuation du concassement hors de ladite machine, le caisson (52) étant configure pour acheminer le concassement jusqu'en amont (90a) dudit convoyeur. 8. Machine (1) selon la revendication 7, dans laquelle le convoyeur (9) comprend deux parties (90, 91), l'extrémité amont (90a) de la première partie (90) étant assujettie à la structure de support (5) et l'extrémité aval (90b) de ladite première partie (90) étant 10 articulée sur un châssis (2) de ladite machine (1), l'extrémité amont (91a) de la seconde partie (91) étant montée en rotation selon un axe vertical (X2) sur ledit châssis (2) pour pivoter en position escamotée ou en position déployée, l'extrémité amont (91a) de ladite seconde partie étant positionnée sous l'extrémité aval (90b) de ladite première partie en 5 position déployée. 9. Machine (1) selon l'une des revendications 6 à 8, dans laquelle la fraise verticale (4) comprend des dents (41) disposées sous un filet (401) de la vis sans fin (40) et suivant le cheminement dudit filet. 10. Machine (1) selon la revendication 9, dans laquelle la fraise verticale (4) comprend des 10 dents (42) au niveau de son extrémité inférieure (4c), au-delà de la position de la vis sans fin (40). 11. Machine (1) selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle le dispositif de locomotion comprend deux roues avant (3a, 3b) disposées chacune d'un côté latéral (2a, 2b) et une roue arrière (3c) disposée en partie centrale. 15 12. Machine (1) selon la revendication 11, dans laquelle la fraise verticale (4) est disposée à proximité de la roue arrière (3c).