Pince pivotante pour vibrateur et vibrateur doté d'une telle pince

Abstract

 Cette pince pivotante, pour vibrateur destiné à l'enfoncement d'objets profilés dans le sol, comporte un bâti (4) destiné à venir se fixer sur le vibrateur, un corps de pince (5) comportant des moyens de préhension (6a, 6b) dudit objet et monté de manière pivotante par rapport au bâti entre une position de préhension de l'objet et une position active de travail, et des moyens de verrouillage aptes à verrouiller le corps de pince en position de travail sur le bâti et à transmettre les vibrations émises par le vibrateur du bâti audit corps.

Description

[0001] La présente invention concerne les engins de fonçage destinés à l'enfoncement et à l'extraction d'objets profilés dans le sol, notamment de pieux, de palplanches, de tubes divers, et concerne plus particulièrement les vibrateurs.

[0002] Elle se rapporte plus particulièrement aux pinces, notamment hydrauliques, dont sont dotés ces moyens de fonçage pour saisir les objets à enfoncer ou à extraire du sol.

[0003] Les vibrateurs sont des équipements vibrants, comprenant une ou plusieurs paires de masses excentriques, connues sous l'appellation de masselottes, tournant à grande vitesse, et en sens opposé, de sorte que les composantes horizontales des vibrations s'annulent, et de manière à obtenir une vibration résultante verticale unidirectionnelle.

[0004] Les excentriques sont disposées dans un boîtier vibrant, lui-même fixé à un étrier de suspension suspendu au crochet d'un engin de levage.

[0005] En fonctionnement, les vibrations engendrées par la rotation des masses excentriques sont transmises au profilé à enfoncer ou à arracher, et produisent une fluidification localisée du sol, ce qui diminue la friction et permet d'enfoncer ou d'arracher le profilé.

[0006] Les vibrateurs sont par ailleurs dotés d'une ou de plusieurs pinces qui assurent la préhension du profilé et la transmission des vibrations.

[0007] Comme on le conçoit, dans les chantiers, les objets à enfoncer dans le sol sont généralement stockés, à plat, dans une position allongée de sorte qu'il est avant tout nécessaire de les orienter verticalement avant de pouvoir les enfoncer dans le sol.

[0008] Pour les chantiers de grandes dimensions, on utilise généralement à cet effet un engin spécifique qui assure la préhension des objets au sol et leur orientation en position verticale pour pouvoir être pris en charge par les pinces de préhension.

[0009] Pour les chantiers de relativement faibles dimensions, les vibrateurs sont montés sur une pelle hydraulique qui assure la préhension au sol des objets à enfoncer et leur enfoncement proprement dit.

[0010] Dans ce cas, le boîtier vibrant est monté pivotant sur l'étrier, afin d'autoriser une orientation des pinces de préhension dans une position horizontale, pour saisir les objets au sol, et dans une position verticale, qui constitue une position de travail.

[0011] On pourra à cet égard se référer aux documents WO 93/07 341 et US 5 568,997.

[0012] Il a toutefois été constaté que le montage pivotant du boîtier vibrant sur l'étrier augmente considérablement l'encombrement et le poids des vibrateurs, encombrement et poids gênants pour la manipulation.

[0013] Au vu de ce qui précède, le but que se propose d'atteindre l'invention est de proposer, selon un premier aspect, un vibrateur, capable d'assurer la saisie d'objets profilés et leur enfoncement dans le sol et ce, dans un encombrement réduit, et sans nécessiter de prévoir des moyens humains spécifiques pour, notamment, mettre en oeuvre l'étape de saisie des objets à enfoncer.

[0014] Un autre but de l'invention est de proposer, selon un deuxième aspect, un équipement venant se monter sous un vibrateur afin de permettre à ce dernier de saisir un objet au sol.

[0015] L'invention a donc pour objet une pince pivotante pour vibrateur destiné à l'enfoncement d'objets profilés dans le sol, comprenant un bâti destiné à venir se fixer sur le vibrateur, un corps de pince comportant des moyens de préhension dudit objet et monté de manière pivotante par rapport au bâti entre une position de préhension de l'objet et une position active de travail, et des moyens de verrouillage aptes à verrouiller le corps de pince en position de travail sur le bâti et à transmettre les vibrations émises par le vibrateur dudit bâti audit corps.

[0016] Ce moyen de verrouillage permet d'assurer la transmission de la force centrifuge particulièrement importante, pouvant atteindre plusieurs centaines de kN, durant la vibration avec un jeu quasi-nul.

[0017] Selon une autre caractéristique, les moyens de verrouillage comportent des mors de verrouillage fixe et mobile, prévus l'un sur le bâti et l'autre sur le corps de pince, et un vérin hydraulique de verrouillage destiné à commander le déplacement relatif desdits mors.

[0018] Par exemple, le mors fixe est prévu sur le bâti et le mors mobile est prévu sur le corps de pince.

[0019] Le vérin de verrouillage est donc quant à lui, avantageusement monté sur le corps de pince.

[0020] Selon encore une autre caractéristique de la pince, les mors comportent des surfaces actives en regard dentées transmettant les efforts de la vibration.

[0021] De préférence, au moins une partie des surfaces actives dentées de l'un au moins des mors est montée sur rotule de manière à aligner au serrage les surfaces actives dentées en position active de travail.

[0022] La pince peut comporter un vérin de commande du pivotement du corps de pince par rapport au bâti.

[0023] Ce vérin de commande du pivotement du corps de pince peut être un vérin linéaire ou rotatif.

[0024] De préférence, la pince comporte un capteur de détection de la position active du corps de pince, pour n'autoriser le fonctionnement du vibrateur que lorsque le corps de pince est en position active de travail.

[0025] Selon encore une autre caractéristique, les moyens de préhension comportent un ensemble de mâchoires de préhension et un vérin de commande du serrage des mâchoires de préhension.

[0026] L'invention a également pour objet, selon un autre aspect, un vibrateur destiné à l'enfoncement d'objets dans le sol, du type comprenant un ensemble de paires de masses excentriques entraînées en rotation sous l'action de moyens moteurs et une pince apte à maintenir un objet à enfoncer et à transmettre les vibrations engendrées par les masses excentriques audit objet, ladite pince étant constituée par une pince pivotante telle que définie ci-dessus.

[0027] D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels :

• les figures 1 et 2 montrent un vibrateur doté d'une pince pivotante conforme à l'invention, respectivement en position de travail et en position de préhension d'un objet ;
• la figure 3 est une vue de détail, à plus grande échelle, de la pince de vibrateur des figures 1 et 2 ;
• la figure 4 est une vue en coupe d'un détail de la pince de la figure 3, montrant les mors de verrouillage de la pince ;
• la figure 5 illustre les surfaces actives dentées des mors de la figure 4 ;
• la figure 6 est une vue en coupe partielle de la pince de la figure 3, montrant les mâchoires et le vérin de préhension ; et
• les figures 7a, 7b, 7c et 7d illustrent le fonctionnement d'un vibrateur doté d'une pince pivotante conforme à l'invention.

[0028] Sur les figures 1 et 2, on a représenté un vibrateur conforme à l'invention, respectivement en position active de travail, adoptée lors de l'enfoncement d'un objet dans le sol, et une position de préhension de cet objet au sol.

[0029] Le vibrateur visible sur ces figures 1 et 2, désigné par la référence numérique générale 1, et destiné à l'enfoncement dans le sol d'objets profilés, de type palplanches, profilés en H et I, tubes de diverses sections, pieux en béton et en bois, ..., sous l'effet de vibrations unidirectionnelles engendrées lors du fonctionnement du vibrateur.

[0030] Comme on le voit sur ces figures, le vibrateur 1 est ici monté à l'extrémité d'un bras B d'un engin de levage, de type pelle hydraulique, et comporte étrier E de suspension auquel est fixé un boîtier vibrant 2 comprenant un ensemble de paires de masses excentriques entraînées en rotation par un moteur hydraulique alimenté en fluide hydraulique par un circuit d'alimentation C.

[0031] Dans l'exemple de réalisation représenté sur ces figures, le boîtier vibrant 2 comprend deux paires de masselottes M' et M", les masselottes de chaque paire étant entraînées à une même vitesse mais en sens inverse de sorte que les composantes horizontales des masselottes de chaque paire s'annulent et que les composantes verticales s'additionnent de manière à engendrer des vibrations résultantes unidirectionnelles verticales.

[0032] Dans le but d'assurer la préhension des objets enfoncés dans le sol ainsi que la transmission des vibrations à ces derniers, le vibrateur 1 est pourvu d'une pince hydraulique 3 illustrée en détail sur les figures 3 et 6.

[0033] Comme on le voit sur ces figures 3 et 6, la pince 3 comporte un bâti 4 venant se fixer par vissage sur le boîtier vibrant 2 au moyen d'un ensemble de vis de fixation V, et un corps de pince 5 monté pivotant sur le bâti 4.

[0034] Le corps de pince comporte une paire de mâchoires 6a et 6b de préhension, dont l'une, à savoir la mâchoire désignée par la référence 6b est fixe et dont l'autre, 6a, est mobile sous l'action d'un vérin hydraulique 7 de commande du serrage des mâchoires.

[0035] Dans divers modes de réalisation, le corps de pince 5 peut être monté librement pivotant par rapport au bâti 4.

[0036] Toutefois, le corps de pince 5 est de préférence monté pivotant par rapport au bâti 4, sous l'action d'un vérin 8 de commande du pivotement du corps de pince par rapport au bâti. Le vérin 8 est ici un vérin pivotant. Mais on pourrait également, en variante, prévoir un vérin linéaire pour commander le déplacement du corps de pince 5 par rapport au bâti 4.

[0037] Le vérin 8 est en tout état de cause raccordé au circuit C hydraulique de manière à provoquer le déplacement de la pince entre la position active de travail (figure 1) et la position de préhension (figure 2), notamment sous le contrôle de manettes de commande manipulables manuellement par un opérateur.

[0038] Tel est également le cas du vérin 7 de commande du serrage des mâchoires, également alimenté en fluide hydraulique par le circuit C pour provoquer le serrage des mâchoires 6a et 6b.

[0039] En se référant également à la figure 4, on voit que le vibrateur 1, et en particulier la pince 3, est doté de moyens de verrouillage 9 destinés à verrouiller le corps de pince 5 en position active de travail, et, en outre, à transmettre les vibrations émises par le boîtier vibrant à l'objet saisi par les mâchoires 6a et 6b.

[0040] Comme on le voit, ces moyens de verrouillage comprennent une paire de mors de verrouillage 10a et 10b disposés en regard l'un de l'autre et prévus l'un sur le corps de pince 5 et l'autre sur le bâti 4.

[0041] Le mors 10a, monté sur le corps de pince 5, est mobile sous l'action d'un vérin de verrouillage 11 pour venir en prise avec l'autre mors 10b et verrouiller le corps de pince 5 en position active. L'autre mors 10b est ici fixe et monté sur un support 12.

[0042] Comme on le voit, les surfaces actives 13a et 13b en regard des mors 10a et 10b sont dentées de manière à obtenir un alignement automatique des mors et, par conséquent, garantir le positionnement du corps de pince 5 en position active, lors du serrage des moyens de verrouillage 9.

[0043] Il s'agit par exemple de dentures rectilignes qui s'étendent selon une direction parallèle à l'axe de pivotement du corps de pince 5. Il a été constaté que des dentures délimitant des rampes latérales permettaient de garantir le positionnement du corps de pince 5 en position active (figure 5).

[0044] On voit par ailleurs, sur la figure 4, que le vérin 11 est monté dans un alésage 14 pratiqué dans le corps 5, avec interposition d'un joint d'étanchéité 15 et délimite avec celui-ci une chambre 16 qui communique avec le circuit hydraulique C.

[0045] Une bague 17 est montée sur le corps 5 pour limiter le déplacement du piston 11 lors du serrage des mors 10a et 10b.

[0046] On voit enfin sur la figure 4 que le mors mobile 10a est monté sur une rotule 18. En effet, la face postérieure du mors mobile 10b comporte un dôme 19, à convexité tournée vers le piston 11, et la face correspondante du piston 11 comporte une empreinte correspondante 20 dans laquelle vient se loger le dôme 19. En outre, le mors mobile 10a est fixé avec jeu sur le piston 11 au moyen d'une vis 21.

[0047] Ainsi, grâce au montage du mors mobile 10a avec jeu sur le piston 11, on garantit la coopération des surfaces dentées 13a et 13b des mors 10a et 10b.

[0048] On notera toutefois que dans le mode de réalisation décrit en référence à la figure 4, seul l'un des mors 10a est monté sur rotule. On notera toutefois que l'on ne sort pas du cadre de l'invention lorsque les deux mors 10a et 10b sont montés sur rotule.

[0049] On voit enfin sur la figure 4 que la pince hydraulique 3 est dotée d'un capteur 22 de détection de la position active du corps de pince 5.

[0050] On utilisera, par exemple, un capteur inductif 23, prévu ici sur le mors fixe 10b et une pastille 24, métallique, apte à être détectée par le capteur 23. Toutefois, bien entendu, d'autres types de capteurs peuvent également être utilisés en variante.

[0051] Le capteur 22 est destiné à détecter la position active du corps de pince 5 et à délivrer cette information à un circuit électronique de commande du vibrateur afin de n'autoriser son fonctionnement que lorsque le corps de pince 5 se situe exactement en position active et les moyens de verrouillage activés, garantissant le positionnement de l'objet maintenu par les mâchoires 6a et 6b en position d'être enfoncé dans le sol, c'est-à-dire dans la direction des oscillations.

[0052] En se référant enfin aux figures 7a à 7d, on voit que le vibrateur 1 qui vient d'être décrit, doté d'une pince hydraulique pivotante, peut être utilisé pour saisir une palplanche posée au sol (figure 7a), la positionner verticalement, en sollicitant le vérin de commande 8 de manière à déplacer le corps de pince 5 de la position de préhension à la position active (figures 7b et 7c) puis, après avoir détecté la position active du corps de pince et actionné les moyens de verrouillage 3, pour procéder à l'enfoncement dans le sol de la palplanche en mettant en oeuvre le boîtier vibrant 2.

[0053] En particulier, lors de l'enfoncement de la palplanche dans le sol, les moyens de verrouillage, grâce à l'utilisation des surfaces dentées des mors, garantissent une transmission efficace des vibrations, la fixation du corps de pince portant les mâchoires de préhension s'effectuant sans jeu sur le bâti 4.

[0054] On notera par ailleurs que la pince hydraulique qui vient d'être décrite peut constituer un équipement capable de remplacer les pinces conventionnelles équipant les vibrateurs conventionnels, pour faciliter la préhension d'un objet à enfoncer.

Revendications

1. Pince pivotante pour vibrateur destiné à l'enfoncement d'objets profilés dans le sol, caractérisée en ce qu'elle comporte un bâti (4) destiné à venir se fixer sur le vibrateur, un corps de pince (5) comportant des moyens de préhension (6a, 6b) dudit objet et monté de manière pivotante par rapport au bâti entre une position de préhension de l'objet et une position active de travail, et des moyens de verrouillage (9) aptes à verrouiller le corps de pince (5) en position de travail sur le bâti (4) et à transmettre les vibrations émises par le vibrateur du bâti audit corps.

2. Pince selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de verrouillage (9) comportent des mors (10a, 10b) de verrouillage fixe et mobile prévus l'un sur le bâti (4) et l'autre sur le corps de pince (5) et un vérin hydraulique (11) de verrouillage, destiné à commander le déplacement relatif desdits mors (10a, 10b).

3. Pince selon la revendication 2, caractérisée en ce que le mors fixe (10b) est prévu sur le bâti et le mors mobile (10a) est prévu sur le corps de pince (5).

4. Pince selon la revendication 3, caractérisée en ce que le vérin de verrouillage (11) est prévu sur le corps de pince (5).

5. Pince selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que les mors (10a, 10b) comportent des surfaces actives (13a, 13b) en regard dentées, transmettant les efforts de la vibration.

6. Pince selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisée en ce qu'au moins une partie des surfaces actives dentées (13a, 13b) de l'un au moins des mors est montée sur rotule de manière à aligner au serrage les surfaces actives dentées en position active de travail.

7. Pince selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle comporte un vérin (8) de commande du pivotement du corps de pince par rapport au bâti.

8. Pince selon la revendication 7, caractérisée en ce que le vérin de commande du pivotement du corps de pince est un vérin linéaire ou rotatif.

9. Pince selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'elle comporte un capteur (22) de détection de la position active du corps de pince pour n'autoriser le fonctionnement du vibrateur que lorsque le corps de pince est en position active de travail.

10. Pince selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que les moyens de préhension comportent un ensemble de mâchoires (6a, 6b) de préhension et un vérin (7) de commande du serrage des mâchoires de préhension.

11. Vibrateur, destiné à l'enfoncement d'objets dans le sol, du type comprenant un ensemble de paires de masses excentriques entraînées en rotation sous l'action de moyens moteurs et une pince apte à maintenir un objet enfoncé et à transmettre les vibrations engendrées par les masses excentriques audit objet, caractérisé en ce qu'il comporte une pince pivotante selon l'une quelconque des revendications 1 à 10.

Dessins