Brevet FR3107288A1 — publié le 20210820

Le dispositif de dents dynamiques, dénommé «DD/BPG» est destiné à être intégré dans une benne preneuse, dans une poche de forage, dans un godet excavateur spécifique ou à être intégré dans un double fond, pour permettre d’ameublir le sol avant excavation grâce à un mouvement oscillant des dents, solidaire du caisson central, obtenu par un actionneur hydromécanique dont le déplacement latéral alternatif produit un effet de cisaillement du sol par les dents dynamiques oscillant à une fréquence adaptée à la nature du sol. Le dispositif «DD/BPG» intégré dans un boîtier central solidaire du mouvement assuré par un actionneur hydromécanique produisant un alternatif réglable via un vérin hydraulique à simple effet et double tige avec rappel par un ressort de compression adapté à l’amplitude du mouvement, dont les deux tiges solidaire du piston sont fixées aux flancs du réceptacle d’une benne, d’une poche de forage ou d’un godet. Les dimensions du dispositif «DD/BPG» étant figées, l’adaptation à la largeur «L» du réceptacle sera assurée par des rallonges d’extrémités réglables. Le profil des dents statiques et dynamique du dispositif «DD/BPG » est adapté au mouvement de cisaillement produit par les dents dynamiques et les matériaux utilisés sont des aciers laminés, des aciers forgés ou des aciers inoxydables forgés, approprié aux travaux requis, les dimensions des dents statiques et dynamiques sont identiques. BREVET D’INVENTION POUR UN DISPOSITIF DE DENTS DYNAMIQUES POUR BENNES PRENEUSES, POCHES DE FORAGE ET GODETS SUR ENGINS DE CHANTIER La présente invention concerne un dispositif de dents dynamiques destiné à être intégré dans une benne preneuse, dans une poche de forage ou dans un godet excavateur spécifique au terrassement, au curage, au dragage ou à la réalisation de tranchées d’enfouissement de réseaux fluidiques, électriques ou de communication. Ce dispositif dénommé «DD/BPG », permet d’ameublir le sol avant excavation grâce à un mouvement oscillant des dents (1.9) [Fig.1] obtenu par un actionneur hydromécanique[Fig.2] [Fig.5] dont le déplacement latéral alternatif des dents dynamiques (1.9) solidaires [Fig.7] du mouvement produit un effet de cisaillement du sol à une fréquence adaptée à la nature de ce dernier, dont la résistance généralement quantifiée à 15 000 Pa pour un état dit léger et à 160000 Pa pour un état dit lourd, sera pris en charge par le dispositif «DD/BPG »,sachant qu’en cas de sols caillouteux, dont résistance pourrait tendre vers une valeur limite asymptotiquement double, le dispositif assurera néanmoins sa fonction après augmentation de la pression motrice. Le Dispositif «DD/BPG »,adapté pour être utilisés pour des travaux terrestres extérieurs, est destiné à être fixé en superstructure dans le fond du réceptacle (1.0) de la benne, de la poche de forage ou du godet, quel qu’en soit la largeur, mais pourra aussi être intégré dans un double fond d’une benne ou d’une poche de forage. Le Dispositif «DD/BPG » [Fig.1], dimensionné dans ce descriptif sur la base d’un godet de largeur 800 mm [Fig.7] [Fig.8], est constitué d’un boîtier mobil central résistant constitué d’une structure en profilé rigide (7.5) et d’un carrossage statique en tôle d’acier traité (1.1) d’épaisseur compatible avec les matériaux d’excavation, d’un couvercle supérieur (1.2) permettant l’accès aux composants de motorisation du dispositif et aux dents (1.8) (1.9), qui sont susceptibles d’être remplacés ou adaptés, ainsi que deux capots d’extrémités (1.6 & 1.7) fixés sur le carrossage statique (1.1) dont les profils en rampes permettent de faciliter le remplissage et l’évacuation des matériaux dragués,cet ensemble, composés des éléments (7.1)(7.2)(7.3) & (7.8), est solidaire du fond du réceptacle (1.0) et le dispositif «DD/BPG » est fixé latéralement de chaque coté sur les flancs du réceptacle (1.0) de la benne, de la poche de forage ou du godet, par les deux brides (2.7) de l’actionneur hydromécanique [Fig.2] [Fig.5] permettant ainsi le glissement latéral du dispositif «DD/BPG » [Fig.1] reposant sur deux profilés plats usinés (7.1 & 7.2) solidaire du fond du réceptacle (1.0), toute translation longitudinale parasite générée par le chargement ou le vidage du réceptacle (1.0) sera bloquée par les deux cornières (7.4) solidaires elles aussi de la plaque de fond du boîtier central (1.1). La motorisation du dispositif «DD/BPG », intégré dans le volume (7.5) du boîtier central (1.1), est assurée par un actionneur hydromécanique [Fig.2] [Fig.5] dont le mouvement alternatif sera produit par un vérin hydraulique [Fig.3] [Fig.4] à simple effet et double tige avec rappel adapté à l’amplitude du mouvement effectué par un ressort de compression (3.7), un empilage de rondelles ressorts, un tampon en élastomère à mémoire ou un vérin hydropneumatique, les deux tiges (3.2 & 3.3) solidaire du piston (3.6) étant fixées aux flancs du réceptacle (1.0), de benne, de la poche ou du godet, par les brides (2.7) solidarisées par vissage sur les usinages (1.4 & 1.5) rapportés sur les flancs du dit réceptacle (1.0), l’aération de la chambre coté ressort étant assurée par le filtre à air (4.5) fixé sur la bride (3.5) ; ce montage permet ainsi de translater le fût (3.1) de vérin (3.0) en présence d’énergie hydraulique requise qui impliquera le remplissage de la chambre coté piston (3.9) via l’orifice (3.4) et entrainera ainsi le fût (3.1), lequel, via les colliers de fixation (2.8), les plaques à souder (2.9) et le support (2.10), solidaire du boîtier central (1.1), déplacera latéralement ce dernier (1.1), sur lequel sont fixées les dents dynamiques (1.9) qui sont en appui sur les plat usinés (7.1) & (7.2); seules les dents d’extrémités (1.8) auront un comportement statique car elles sont fixées de façon rigide sur le profilé plat usiné (7.2), solidaire du réceptacle (1.0). Les dimensions du dispositif «DD/BPG » sont constantes et figées [Fig.2], l’adaptation à la largeur «L» du réceptacle (1.0) étant assurée par les rallonges (2.6), dont les extrémités filetés mâle au pas fin M14x150, sont vissées d’un coté dans les brides (2.7) et de l’autre coté dans un accouplement (2.5) disposant d’un taraudage au pas fin M14 de profondeur adaptée à l’ajustement de la largeur variable «L» du réceptacle (1.0). L’amplitude de cisaillement «Δs» des dents dynamiques (1.9) est au nominalement de 23 mm [Fig.2], sachant que cette amplitude peut être réduite [Fig.4] en fonction du réglage du limiteur de débit hydraulique (4.4) et de la fréquence de pulsation de l’électrovanne (4.3) qui est inséré dans le bloc (4.2), ce dernier étant fixé solidairement sur la bride (3.6) du vérin [Fig.4]; l’alimentation hydraulique provenant de la liaison hydraulique (4.6) entre le bloc (4.2) et le raccord passe cloison en attente de raccordement de la liaison externe (7.8). Les dents statiques (1.8) seront fixées sur le profilé plat usiné (7.2), aux extrémités gauche et droite du réceptacle (1.0) alors que les dents dynamiques (1.9) seront fixées solidairement sous le fond du boîtier central (1.1) (7.5) du dispositif «DD/BPG » pour reposer sur le profilé plat usiné (7.2) et ainsi glisser sur ce dernier pour assurer la fonction alternative de cisaillement recherchée permettant d’ameublir le sol avant excavation. La disposition des dents statiques et dynamiques dans un godet de largeur 800 mm est représentée en [Fig.6a], la distance entre les dents dynamique (1.9) est une constante figée du dispositif «DD/BPG », les dents statiques (1.8) étant fixé aux extrémités du réceptacle (1.0), la distance entre la dent statique (1.8) et la première dent dynamique (1.9) est une variable dépendante de la largeur du réceptacle (1.0) et du nombre de dents dynamiques installées. La disposition des dents statiques et dynamiques dans chaque réceptacle (1.0) d’une benne ou d’une poche de forage de largeur 800 mm est représentée [Fig.6b], la distance entre les dents dynamiques (1.9) ainsi que leurs écartements en configuration de réceptacles fermés sont des constantes figées pour les deux dispositifs «DD/BPG », les dents statiques (1.8) du premier réceptacle (1.0) étant fixé aux extrémités de ce dernier, la distance entre la dent statique (1.8) et la première dent dynamique (1.9) du deuxième réceptacle, qui ne dispose pas de dents statiques, est une variable dépendante de la largeur des réceptacles (1.0) et du nombre de dents dynamiques installées dans chaque réceptacle (1.0). Le profil des dents (1.8) (1.9) est spécifique au dispositif «DD/BPG » afin d’être adapté au mouvement de cisaillement produit par les dents dynamiques (1.9) ; les matériaux utilisés sont en cohérence avec les travaux requis pour être en acier laminé, en acier forgé ou en acier inoxydable forgé; les dimensions des dents statiques (1.8) et dynamiques (1.9) sont identiques et adaptés aux applications, seul le profil des dents (1.8) (1.9) est une constante, leurs longueurs sont des variables. L’assemblage du dispositif «DD/BPG», représente par une vue semi ouverte en plan et deux élévations, frontale et latérale [Fig.7], un godet de largeur 800 mm dans lequel a été inséré le dispositif «DD/BPG », comportant l’actionneur hydromécanique [Fig.2] [Fig.5], dont les deux tiges, verrouillées de chaque coté par les brides (2.7), sont protégées par des soufflets (7.6) en élastomère montés à chaque extrémité de façon étanche et compatible aux matériaux d’excavation, l’actionneur électrohydraulique [Fig.4] avec le vérin hydraulique (3.0) dont les deux fixations (2.8) sont fixées solidairement sur la plaque de montage (2.10) via les plaques à souder (2.09), constituant un ensemble assemblé rigide dont le rôle est d’entrainer le boîtier central (1.1) du dispositif «DD/BPG» dans un mouvement alternatif de translation par glissement sur les plaques usinées (7.1) & (7.2). Le dispositif «DD/BPG». a été développé et étudié pour des applications terrestres externes adapté aux fluides hydrauliques synthétiques biodégradables totalement miscible et aux fluides hydrauliques aqueux afin d’être en cohérence avec les principes de protection de la nature; l’alimentation hydraulique provenant de la génération hydraulique de la machine ou d’une centrale hydraulique externe spécifique, se raccordera via une liaison apparente ou intégrée (7.8) à l’interface d’entrée du dispositif par un raccord adaptateur ou un coupleur rapide, les liaisons hydrauliques internes faisant partie du concept «DD/BPG». Les principales dimensions sont indiquées sur un plan d’encombrements [Fig.8] comportant une vue en plan supérieur, une vue de face et deux vues latérales, permettant de noter le faible volume nécessaire pour l’intégration du dispositif «DD/BPG» dans le réceptacle (1.0) d’une benne, d’une poche de forage ou d’un godet. Dispositif de dents dynamiques, destiné à être intégré au fond d’un réceptacle (1.0) d’une benne preneuse, d’une poche de forage, d’un godet excavateur spécifique ou à être intégré dans un double fond, permet d’ameublir le sol avant excavation grâce à un mouvement oscillant des dents [Fig.1, obtenu par un actionneur hydromécanique [Fig.2 [Fig.5, qui provoque une amplitude de cisaillement «Δs» des dents dynamiques (1.9), nominalement de 23 mm (1.10) [Fig.2], sachant que cette amplitude peut être réduite [Fig.4] en fonction du réglage du limiteur de débit hydraulique (4.4), dont le déplacement latéral alternatif des dents dynamiques (1.9), solidaires du mouvement, produit un effet de cisaillement du sol [Fig.7] à la fréquence de pulsation de l’électrovanne (4.3), adaptée à la nature du sol dont le résistance se quantifie entre 15000 Pa et 160000 Pa, le dispositif étant constitué d’un boîtier mobil central résistant constitué d’une structure en profilé rigide (7.5), d’un carrossage statique en tôle d’acier traité (1.1) d’épaisseur compatible avec la résistance des matériaux d’excavation citée, d’un couvercle supérieur (1.2) permettant l’accès aux composants de motorisation du dispositif et aux dents (1.8) (1.9), qui sont susceptibles d’être remplacés ou adaptés, ainsi que deux capots d’extrémités (1.6 & 1.7) fixés sur le carrossage statique (1.1) du dispositif, dont les profils en rampes permettent de faciliter le remplissage et l’évacuation des matériaux dragués; cet ensemble, composés des éléments (7.1) (7.2) (7.3) & (7.8) est solidaire du fond du réceptacle (1.0) alors que le dispositif de dents dynamiques de cet ensemble assemblé solidairementest fixé de chaque coté sur les flancs du réceptacle (1.0) de la benne, de la poche de forage ou du godet, par les deux brides (2.7) de l’actionneur hydromécanique [Fig.2] [Fig.5] permettant ainsi le glissement latéral du dispositif de dents dynamiques [Fig.1] reposant sur deux profilés plats usinés (7.1 & 7.2) solidaire de la plaque de fond du boîtiers central (1.1), toute translation longitudinale parasite générée par le chargement ou le vidage du réceptacle (1.0) sera bloquée par les deux cornières (7.4) solidaires elles aussi de la plaque de fond du boîtier central (1.1). Dispositif de dents dynamiques selon la revendication 1, caractérisé en ce que la motorisation du dispositif, intégré dans le volume (7.5) du boîtier central (1.1), est assurée par un actionneur hydromécanique [Fig.2 [Fig.5 dont le mouvement alternatif sera produit par un vérin hydraulique [Fig.3 [Fig.4 à simple effet et double tige avec rappel par un ressort de compression (3.7) adapté à l’amplitude du mouvement, dont les deux tiges (3.2 & 3.3) solidaire du piston (3.6) sont fixées aux flancs du réceptacle (1.0), de benne, de la poche ou du godet, par les brides (2.7) solidarisées par vissage sur les usinages (1.4 & 1.5) rapportés sur les flancs du dit réceptacle (1.0), l’aération de la chambre coté ressort étant assurée par le filtre à air (4.5) fixé sur la bride (3.5) ; ce montage permet ainsi de translater le fût (3.1) du vérin (3.0) en présence d’énergie hydraulique requise qui impliquera le remplissage de la chambre coté piston (3.9) via l’orifice (3.4) et entrainera ainsi le fût (3.1), lequel, via les colliers de fixation (2.8), les plaques à souder (2.9) et le support (2.10), solidaire du boîtier central (1.1), déplacera latéralement ce dernier (1.1), sur lequel sont fixées les dents dynamiques (1.9) qui sont en appui sur les plat usinés (7.1) & (7.2); seules les dents d’extrémités (1.8) auront un comportement statique car elles sont fixées de façon rigide sur le profilé plat usiné (7.2), solidaire du réceptacle (1.0). Dispositif de dents dynamiques selon la revendication 2, caractérisé en ce que les dimensions du dispositif sont constantes et figées [Fig.2, l’adaptation à la largeur «L» du réceptacle (1.0) étant assurée par les rallonges (2.6), dont les extrémités filetés mâle au pas fin M14x150, sont vissées d’un coté dans les brides (2.7) et de l’autre coté dans un accouplement (2.5) disposant d’un taraudage au pas fin M14 de profondeur adaptée à l’ajustement de la largeur variable «L» du réceptacle (1.0). Dispositif de dents dynamiques, selon la revendication 2, caractérisé en ce que l’amplitude de cisaillement «Δs» des dents dynamiques (1.9) est nominalement de 23 mm [Fig.2], sachant que cette amplitude variable peut être réduite [Fig.4] en fonction du réglage du limiteur de débit hydraulique (4.4) et de la fréquence de pulsation de l’électrovanne (4.3) qui est inséré dans le bloc (4.2), ce dernier étant fixé solidairement sur la bride (3.6) du vérin [Fig.4], l’alimentation hydraulique provenant de la liaison hydraulique (4.6) entre le bloc (4.2) et le raccord passe cloison en attente de raccordement de la liaison externe (7.8). Dispositif de dents dynamiques selon la revendication 2, caractérisé en ce que les dents statiques (1.8) seront fixées sur le profilé plat usiné (7.2), aux extrémités gauche et droite du réceptacle (1.0) alors que les dents dynamiques (1.9) seront fixées solidairement sous le fond du boîtier central (1.1) (7.5) du dispositif de dents dynamiques pour reposer sur le profilé plat usiné (7.2) et ainsi glisser sur ce dernier pour assurer la fonction alternative de cisaillement recherchée permettant d’ameublir le sol avant excavation grâce à la disposition des dents statiques et dynamiques dans un godet simple [Fig.6a dont la distance entre les dents dynamique (1.9) est une constante figée du dispositif tandis que les dents statiques (1.8) étant fixés aux extrémités, l’ajustement variable selon la longueur «L» se fera entre la dent statique (1.8) et la première dent dynamique (1.9), alors que dans le cas d’une benne ou d’une poche de forage à double godet [Fig.6b comportant chacun un dispositif, la distance entre les dents dynamiques ainsi que leurs écartements (1.9) en configuration de réceptacles fermés sont des constantes figées pour les deux dispositifs, les dents statiques (1.8) du premier réceptacle (1.0) étant fixé aux extrémités de ce dernier, la distance entre la dent statique (1.8) et la première dent dynamique (1.9) du deuxième réceptacle, qui ne dispose pas de dents statiques, est une variable dépendante de la largeur des réceptacles (1.0) et du nombre de dents dynamiques installées dans chaque réceptacle (1.0). Dispositif de dents dynamiques selon la revendication 2, caractérisé en ce que cet assemblage, représenté par une vue semi ouverte en plan et deux élévations, frontale et latérale [Fig.7, intégré dans un godet de largeur 800 mm, comporte l’actionneur hydromécanique [Fig.2 [Fig.5, dont les deux tiges, verrouillées de chaque coté par les brides (2.7), sont protégées par des soufflets (7.6) en élastomère montés à chaque extrémité de façon étanche et compatible aux matériaux d’excavation, l’actionneur électrohydraulique [Fig.4 avec le vérin hydraulique (3.0) dont les deux fixations (2.8) sont solidaire de la plaque de montage (2.10) via les plaques à souder (2.09), constituant un ensemble assemblé rigide dont le rôle est d’entrainer le boîtier central (1.1) du dispositif de dents dynamiques dans un mouvement alternatif de translation par glissement sur les plaques usinées (7.1) & (7.2).