Machine pour creuser des tranchées dans le sol

Abstract

 La machine pour creuser des tranchées dans le sol (6), comprend un véhicule (1) à l'arrière duquel est fixée une flèche (3), entourée par une chaîne de creusement (4).
La flèche (3) est montée de façon coulissante dans un bâti (5) formant fourreau, fixé de façon articulée à l'arrière du véhicule (1), ce bâti (5) étant mobile entre une position de travail et une position relevée de transport.
Utilisation pour creuser des tranchées.

Description

[0001] La présente invention concerne une machine pour creuser des tranchées dans le sol, utilisée sous le nom de draîneuse en agriculture et de trancheuse pour les travaux publics.

[0002] Dans le description ci-après, le mot "trancheuse" doit être pris dans son sens le plus général et s'applique quelle que soit la puissance du moteur qui anime la machine. Il englobe donc aussi les machines appelées draîneuses.

[0003] On sait que le principe général de telles machines découle de celui des excavatrices.

[0004] Il est connu que dans les trancheuses l'organe de creusement est constitué essentiellement d'un bâti-support, d'une flèche de creusement, d'une chaîne de creusement et d'un dispositif d'évacuation des terres.

[0005] On connaît deux machines pour creuser des tranchées dans le sol.

[0006] Selon un premier type de machine qui a le mérite de la simplicité, la flèche de creusement bascule dans un plan vertical autour de l'arbre de transmission principal qui commande l'entraînement de la chaîne de creusement.

[0007] C'est par son basculement plus ou moins prononcé, c'est-à-dire par son angle d'attaque par rapport au sol, que la profondeur de travail se régle.

[0008] Cette réalisation a l'avantage de conduire à une structure simple de la flèche de creusement, mais elle présente de nombreux inconvénients, plus particulièrement à faible et moyenne profondeur de creusement.

[0009] En effet, dans ce cas, la flèche fait un angle très faible par rapport à l'horizontale, et le point de contact de la chaîne de creusement avec le sol se trouve reporté loin en arrière du véhicule.

[0010] Il en résulte un déséquilibre de l'ensemble de la machine. En outre, une grande longueur de la chaîne de creusement est en contact avec le front d'attaque dans le sol, ce qui induit un effort résistant important dû aux frottements.

[0011] Corrélativement, il s'ensuit une usure prématurée de la chaîne de creusement, et une sollicitation mécanique importante, tant du point d'articulation de la flèche que du système de contrôle de la profondeur de creusement.

[0012] D'autres inconvénients apparaissent encore. Il s'agit plus particulièrement du contrôle de la profondeur de creusement rendu délicat par les répercussions du relief sur un bras de levier important maintenu en porte à faux.

[0013] Tous ces inconvénients concourent à la fragilité mécanique de l'ensemble de creusement.

[0014] Le porte à faux de la flèche de creusement crée en outre un important balayage dans les courbes, ce qui tend à les accentuer et rend les manoeuvres délicates.

[0015] Selon un autre type de machine, de conception plus sophistiquée, la flèche de creusement fixée sur un parallèlogramme déformable bascule dans un plan vertical, et attaque le sol, loin derrière le véhicule porteur.

[0016] Ce système offre l'avantage de permettre le réglage séparé de l'angle d'attaque de la flèche et de la profondeur de creusement. Mais il présente les mêmes inconvénients que ceux du système décrit plus haut, concernant notamment le porte à faux de la flèche.

[0017] En outre, le parallèlogramme est d'une structure complexe comportant de nombreux axes d'articulations et des vérins. Ces articulations sont soumises à la résultante des forces appliquées à la flèche et par conséquent à une grande fatigue. Enfin, lorsqu'il s'agit de creuser une tranchée de faible ou moyenne profondeur, le parallèlogramme est situé très haut par rapport au sol.

[0018] Il en résulte que son centre de gravité s'éloigne du sol, ce qui contribue au déséquilibre de l'ensemble de creusement. La fragilité due à la cinématique utilisée nécessite le renforcement de la structure, donc l'alourdissement de l'ensemble.

[0019] La présente invention vise à pallier ces inconvénients en permettant d'assurer un contrôle parfait de l'angle d'attaque de la flèche de creusement par rapport au sol, et de la profondeur de creusement, d'optimiser les rendements et de diminuer l'effort résistant, quels que soient la nature du terrain, la profondeur de creusement ou l'angle d'attaque de la chaîne de creusement.

[0020] Suivant l'invention, cette machine est caractérisée en ce que le bâti est monté de façon articulée suivant un axe sensiblement horizontal à l'arrière ou à l'avant du véhicule, ce bâti étant mobile entre une position de travail dans laquelle la partie inférieure de ce bâti prend appui sur le sol, la flèche est légèrement inclinée par rapport à la verticale et la partie inférieure de cette flèche est engagée dans le sol, et une position inactive de transport, dans laquelle le bâti est relevé vers le véhicule et la flèche est coulissée vers le haut et dégagée du sol.

[0021] Ainsi, lorsque le bâti est en position de service, sa partie inférieure en appui sur le sol, on peut faire coulisser la flèche dans le bâti selon la profondeur de creusement. Lors du creusement, les efforts tendent à accentuer la force d'appui du bâti sur le sol, de sorte que c'est le sol qui encaisse la majeure partie de ces efforts et non le véhicule porteur.

[0022] Etant donné qu'en position de service, la flèche est presque verticale, le bras de levier compris entre cette flèche et l'axe d'articulation du bâti au véhicule peut être très court, de sorte que l'ensemble est à la fois compact et très rigide.

[0023] La partie du bâti formant fourreau pour le coulissement de la flèche assure un guidage précis et robuste de cette dernière, tout en protégeant efficacement cette flèche à l'égard de chocs mécaniques et protégeant également le personnel travaillant à proximité de la machine.

[0024] Par ailleurs, en position active et inactive, le porte à faux de la flèche est très réduit, de sorte que les manoeuvres dans les courbes sont très aisées.

[0025] Selon une version avantageuse de l'invention, la machine est caractérisée en ce qu'en position de service la flèche forme un angle compris entre 10 et 20° par rapport à la verticale, la partie inférieure de la flèche étant en arrière d'un plan vertical passant par la flèche relativement au sens de déplacement du véhicule.

[0026] Cette disposition permet un creusement efficace quelle que soit la profondeur de creusement, une reprise optimale des efforts de creusement par l'appui sur le sol du bâti et un porte à faux réduit de l'ensemble.

[0027] Selon une réalisation de l'invention, la machine est caractérisée en ce que le bâti est relié au véhicule par au moins un vérin agencé pour déplacer le bâti entre sa position de service et sa position inactive de transport.

[0028] Selon une version préférée de l'invention, la machine est caractérisée en ce que la flèche comporte un élément tubulaire de section rectangulaire et en ce que le bâti comprend une partie formant fourreau de section complémentaire dans laquelle est montée de façon coulissante l'élément tubulaire de la flèche.

[0029] Grâce à cette section de l'élément tubulaire de la flèche et à celle complémentaire de la partie formant fourreau, on obtient un guidage parfait du coulissement de la flèche à l'égard des efforts de flexion et de torsion subis par l'ensemble au cours du creusement.

[0030] De préférence, la machine est caractérisée en ce que la partie inférieure du bâti présente deux patins parallèles orientés dans la direction de déplacement du véhicule et prenant appui sur le sol en position de service du bâti.

[0031] Ces patins encaissent parfaitement les efforts d'appui du bâti sur le sol, tout en permettant à celui-ci de glisser facilement sur le sol lors du déplacement du véhicule porteur et tracteur.

[0032] Selon une autre caractéristique de l'invention, la machine est caractérisée en ce que le bâti présente sur son extrémité adjacente au véhicule, un tablier incliné vers l'arrière relativement au sens de déplacement du véhicule pour évacuer la terre.

[0033] Ce tablier permet de dégager latéralement la terre qui est ramenée vers le haut par la chaîne de creusement, de sorte que le déplacement vers l'avant du bâti portant la flèche n'est pas gêné par l'accumulation de la terre.

[0034] D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après.

[0035] Aux dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs:

- la figure 1 est une vue schématique en élévation d'une machine de creusement conforme à l'invention, le bâti et la flèche étant en position de service,

- les figures 2 et 3 sont des vues schématiques partielles montrant la flèche à différentes profondeurs de creusement,

- la figure 4 est une vue schématique, montrant le bâti et la flèche en position relevée inactive,

- la figure 5 est une vue en perspective à plus grande échelle et avec arrachements du bâti et de la flèche,

- la figure 6 est une vue en coupe suivant le plan VI-VI de la figure 5,

- la figure 7 est une vue en élévation avec arrachements du bâti et de la flèche d'une variante de réalisation,

- la figure 8 est une vue analogue à la figure 7, d'une autre variante de réalisation.

- la figure 9 est une vue montrant une autre variante.

[0036] Dans la réalisation de la figure 1, la machine pour creuser des tranchées dans le sol, comprend un véhicule 1 porteur et tracteur comportant un châssis inférieur 2 à l'arrière duquel est fixé une flèche 3 autour de laquelle est montée en rotation selon une boucle sans fin, une chaîne de creusement 4. Cette flèche 3 est montée de façon coulissante dans un bâti 5 formant fourreau fixé de façon articulée suivant un axe sensiblement horizontal X-Xʹ à l'arrière du châssis 2 du véhicule 1.

[0037] Le bâti 5 est mobile entre les deux positions suivantes:
- une position de travail (voir figures 1, 2, 3), dans laquelle la partie inférieure 5a de ce bâti 5 prend appui sur le sol 6, la flèche 3 est légèrement inclinée par rapport à la verticale et la partie inférieure de cette flèche 3 est engagée dans le sol 6, et
- une position inactive de transport (voir figure 4) dans laquelle le bâti 5 est relevé vers le véhicule 1 et la flèche 3 est coulissée vers le haut et dégagée du sol 6.

[0038] On voit sur les figures 1 à 3, qu'en position de service la flèche 3 forme un angle a compris entre 10 et 20° par rapport à un plan vertical P perpendiculaire à la direction de déplacement D du véhicule 1, la partie inférieure de la flèche étant en arrière de ce plan vertical P relativement au sens de déplacement D du véhicule 1.

[0039] Le bâti 5 est relié au véhicule 1 par deux vérins parallèles 7 (voir également figure 5) agencés pour déplacer le bâti 5 entre sa position de service (figures 1 à 3) et sa position inactive (figure 4).

[0040] Sur les figures 5 et 6, on voit que la flèche 3 comporte un élément tubulaire 8 en acier de section rectangulaire et le bâti 5 comprend une partie 9 format fourreau de section rectangulaire complémentaire dans laquelle est montée de façon coulissante et sans jeu l'élément tubulaire 8 de la flèche 3.

[0041] Le bâti 5 comprend (voir figure 6) deux flasques parallèles 10, 11 dont l'extrémité avant est articulée au châssis 2 du véhicule suivant l'axe X-Xʹ. La partie 9 formant fourreau est reliée aux deux flasques 10, 11 par deux plaques transversales 12, 13 formant entretoises.

[0042] L'élément tubulaire 8 de la flèche 5 comporte sur ses deux faces 8a, 8b perpendiculaires à la direction D de déplacement du véhicule 1 deux guides 14, 15 sur lesquels s'appuie la chaîne de creusement 4. Ces deux guides 14, 15 sont espacés des deux faces 8a, 8b précitées de l'élément tubulaire 8 et s'étendent de part et d'autre de la partie 9 formant fourreau du bâti en prenant appui de façon coulissante sur les faces extérieures du fourreau 9 situées dans le prolongement des plaques transversales 12, 13.

[0043] La chaîne de creusement 4 est engrenée avec une roue dentée 16 montée en rotation à l'extrémité supérieure de la flèche 3 qui est entraînée par un moteur hydraulique 17 et est montée autour d'un galet 18 tournant à la partie inférieure de la flèche 3. Le déplacement de la chaîne de creusement 4 est réalisé dans le sens de la flèche F (voir figure 5).

[0044] La partie inférieure du bâti 5 présente (voir figure 5) deux patins parallèles 5a orientés dans la direction D de déplacement du véhicule et prenant appui sur le sol 6 en position de service du bâti 5, comme indiqué sur les figures 1 à 3.

[0045] L'extrémité avant de chaque patin 5a est fixée de façon articulée à l'un des flasques 10, 11 du bâti, tandis que l'extrémité arrière est reliée au bâti 5 par un vérin 19. On voit également sur la figure 5 que le bâti 5 présente sur son extrémité adjacente au véhicule 1 un tablier 20 incliné vers l'arrière relativement au sens de déplacement D du véhicule, pour évacuer la terre.

[0046] L'extrémité du bâti 5 adjacente au véhicule 1 comprend en outre près du bord supérieur 20a du tablier 20 une plaque 21 inclinée vers l'avant relativement au sens de déplacement D du véhicule 1. Cette plaque 21 s'étend au-dessus d'un tablier d'évacuation 22 fixé à l'arrière du véhicule 1.

[0047] Le bâti 5 est relié à la flèche 3 par des moyens permettant de faire coulisser dans un sens ou dans un autre sens la flèche 3 par rapport au bâti 5.

[0048] Dans la réalisation des figures 5 et 6, ces moyens comprennent un système de câble 23 fixé à la flèche 3, de poulies 24 et de cabestan 25 entraîné par un moteur hydraulique ou électrique.

[0049] Dans la réalisation de la figure 7, ces moyens comprennent un système de roue sans fin 26 coopérant avec une crémaillère 27.

[0050] Dans la réalisation selon la figure 8, ces moyens comprennent un vérin 28 dont la tige 29 est reliée à la flèche 3 et dont le corps 30 est solidaire du bâti 5.

[0051] On va maintenant décrire en référence aux figures 1 à 4, le fonctionnement de la machine conforme à l'invention.

[0052] Pour creuser une tranchée dans le sol 6, on fait pivoter le bâti 5 en actionnant les vérins 7 pour le mettre dans la position de service indiquée sur la figure 1. On fait coulisser la flèche 3 vers le bas pour qu'elle touche le sol 6 et on met la chaîne de creusement 4 en rotation. Cette chaîne de creusement 4 creuse le sol 6 en ramenant la terre vers le haut. Pour régler la profondeur de creusement, il suffit de faire coulisser la flèche 3 vers le bas jusqu'à ce que la profondeur désirée soit atteinte.

[0053] Pour obtenir une tranchée de profondeur constante, on fait avancer à vitesse régulière le véhicule tracteur 1.

[0054] Lors du creusement, les efforts appliqués sur la flèche 3 tendent à faire pivoter le bâti 5 vers le bas. Ce mouvement est limité par les patins 5a qui prennent appui sur le sol 6 et qui encaissent ainsi les efforts précités.

[0055] Ces patins 5a permettent cependant au bâti 5 de glisser sur le sol 5a lors de l'avancement du véhicule l. L'angle a compris entre la flèche 3 et le plan vertical P est calculé pour optimiser les efforts appliqués sur le bâti 5 et la flèche 3.

[0056] Etant donné le faible bras de levier constitué par le bâti pivotant 5 et la flèche 3 et le guidage coulissant assuré par la partie 9 formant fourreau, l'ensemble constitué par le bâti 5 et la flèche 3 présente une très grande résistance aux efforts de flexion et de torsion.

[0057] La terre remontée par la chaîne de creusement 4 est déflectée par les plaques 20 et 21 et retombe sur le tablier 22 qui l'évacue latéralement. L'inclinaison de la plaque 21 et celle du tablier 20 sont calculées pour obtenir une évacuation optimale de la terre.

[0058] Lorsque la tranchée est terminée, il suffit de remonter la flèche 3 et de rabattre vers le véhicule 1 le bâti 5, comme indiqué sur la figure 4, pour que la flèche 3 ne soit plus en contact avec le sol. Etant donné le faible porte à faux que présente le bâti 5 et la flèche 3 à l'arrière du véhicule 1, les manoeuvres de ce dernier sont aisées dans les virages et l'équilibre du véhicule ne risque pas d'être compromis, notamment dans les pentes. Ce véhicule peut ainsi être relativement léger.

[0059] Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples que l'on vient de décrire et on peut apporter à ceux-­ci de nombreuses modifications sans sortir du cadre de l'invention.

[0060] Ainsi, dans la variante représentée sur la figure 9, le système de coulissement de la flèche 3 dans la partie 9 formant fourreau du bâti 5 comprend deux pignons libres 32 et 33 solidaires du bâti 5, disposés de part et d'autre de la flèche 3 et munis de freins électromagnétiques ou hydrauliques à commande sélective (non représentés), et un pignon 34 situé à l'extrémité supérieure de la flèche 3, entraînant la chaîne de creusement 4 dans le sens des aiguilles d'une montre.

[0061] Ainsi, lorsque le pignon 32 est freiné, la flèche 3 descend et à l'inverse, lorsque le pignon 33 est freiné, la flèche 3 monte.

[0062] Bien entendu, un dispositif tel qu'un système électromagnétique peut être prévu pour bloquer la flèche 3 dans le fourreau 9 du bâti 5.

[0063] Par ailleurs, le bâti 5 portant la flèche 3 au lieu d'être fixé à l'arrière du véhicule 1, pourrait être fixé à l'avant de celui-ci.

Revendications

1. Machine pour creuser des tranchées dans le sol (6), comprenant un véhicule (1) porteur et tracteur, à l'arrière ou à l'avant duquel est fixée une flèche (3) autour de laquelle est montée en rotation une chaîne de creusement (4), caractérisée en ce que la flèche (3) est montée de façon coulissante dans un bâti (5) formant fourreau fixé de façon articulée suivant un axe sensiblement horizontal (X-Xʹ) à l'arrière ou à l'avant du véhicule (1), ce bâti (5) étant mobile entre une position de travail dans laquelle la partie inférieure de ce bâti prend appui sur le sol (6), la flèche (3) est légèrement inclinée par rapport à la verticale et la partie inférieure de cette flèche (3) est engagée dans le sol (3), et une position inactive de transport, dans laquelle le bâti (5) est relevé vers le véhicule (1) et la flèche (3) est coulissée vers le haut et dégagée du sol.

2. Machine conforme à la revendication 1, caractérisée en ce qu'en position de service, la flèche (3) forme un angle (a) compris entre 10 et 20° par rapport à la verticale (P), la partie inférieure de la flèche (3) étant en arrière d'un plan vertical passant par la flèche relativement au sens de déplacement (D) du véhicule.

3. Machine conforme à l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le bâti (5) est relié au véhicule (1) par au moins un vérin (7) agencé pour déplacer le bâti (5) entre sa position de service et sa position inactive de transport.

4. Machine conforme à l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la flèche (3) comporte un élément tubulaire (8) de section rectangulaire et en ce que le bâti (5) comprend une partie formant fourreau (9) de section complémentaire dans laquelle est montée de façon coulissante l'élément tubulaire (8) de la flèche.

5. Machine conforme à la revendication 4, caractérisée en ce que l'élément tubulaire (8) de la flèche comporte sur ses deux faces (8a, 8b) perpendiculaires à la direction de déplacement (D) du véhicule, deux guides (14, 15) sur lesquels s'appuie la chaîne de creusement (4), ces deux guides étant espacés des deux faces précitées de l'élément tubulaire (8) et s'étendant de part et d'autre de la partie formant fourreau (9) du bâti.

6. Machine conforme à l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la partie inférieure du bâti (5) présente deux patins parallèles (5a) orientés dans la direction de déplacement (D) du véhicule et prenant appui sur le sol (6) en position de service du bâti.

7. Machine conforme à la revendication 6, caractérisée en ce que l'extrémité avant de chaque patin (5a) est fixée de façon articulée au bâti (5), tandis que l'extrémité arrière est reliée au bâti par un vérin (19).

8. Machine conforme à l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que le bâti (5) présente sur son extrémité adjacente au véhicule (1) un tablier (20) incliné vers l'arrière relativement au sens de déplacement (D) du véhicule pour évacuer la terre.

9. Machine conforme à la revendication 8, caractérisée en ce que l'extrémité du bâti (5) adjacente au véhicule (1) comprend en outre près du bord supérieur (20a) du tablier (20) une plaque (21) inclinée vers l'avant relativement au sens de déplacement (D) du véhicule.

10. Machine conforme à l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que le bâti (5) est relié à la flèche (3) par des moyens permettant de faire coulisser dans un sens ou dans un autre sens la flèche par rapport au bâti.

11. Machine conforme à la revendication 10, caractérisée en ce que lesdits moyens comprennent un système de câbles (23) et de cabestan (25) entraîné par un moteur hydraulique ou électrique, un système de roue sans fin (26) et de crémaillère (27) ou un vérin (28).

12. Machine conforme à l'une des revendications 1 à 11, caractérisée en ce qu'au moins la partie de la chaîne de creusement (4) située à l'opposé du véhicule (1) et au-­dessus du bâti (5) est recouverte par un capot de protection (31).

Dessins