FR2996865A1

FR2996865A1 - Dispositif de compensations electriques et electroniques pour nivellements et compactages

Info

Publication number: FR2996865A1
Application number: FR1202763A
Authority: FR
Inventors: Yves Blandin
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-10-17
Filing date: 2012-10-17
Publication date: 2014-04-18
Anticipated expiration: 2032-10-17
Also published as: EP2722445A1; FR2996865B1

Abstract

Dispositif de compensassions électriques et électronique pour nivèlement et compactages Le problème posé est de réaliser des remblais suivant les opérations décrites ci-dessus et selon la conception de l'invention qui est l'outil multifonction avec une seule machine simultanément on exécute les opérations suivant la nécessité des travaux. La solution au problème posé est un équipement appelé lame niveleuse à patins vibrants, qui assure ces opérations simultanément pour réaliser le terrassement et la construction de chaussées, de parking, exemple non limitative, en rependant, malaxant, vibrant et compactant avec le contrôle

Description

Dispositif de compensassions électriques et électroniques pour nivèlements et compactages DESCRIPTION La présente invention a pour objet un dispositif outil multifonction monté à l'avant de la machine pour le nivèlement et les compactages dans les deux sens dans le domaine de la construction. De remblais routiers et autres comprenant une lame pour pousser des matériaux, les niveler ; des patins vibrants pour les compacter, dans les deux sens. Le secteur technique de l'invention est du domaine des travaux publics et de la fabrication de matériel pour ces travaux. Une des applications principales de l'invention est la 15 réalisation des remblais routiers, des aéroports, des digues en terre, des voies ferrées, des fondations en sols stabilisés. Pour cela dans la construction de terre plains, terrains de sports, et tous autres travaux de chaussée, travaux publics : on procède à l'épandage des matériaux par des couches successives et pour 20 les étaler on utilise une machine appeler «bouteur au bulldozer» qui est un tracteur à chenille ou une chargeuse à roues caoutchoutées avec une lame niveleuses disposée à l'avant du bras, ou un godet permettant de dresser et de régler couche par couche les matériaux pour avoir une planimétrie parfaite. Pour procéder à l'opération de finition, on 25 utilise une niveleuse. La niveleuse de part sa conception est longue et braque mal. 101 arrive fréquemment que cette machine ne puisse pas être utilisée à cause de son encombrement et de son poids. Cependant il est nécessaire d'aplanir les matériaux avec 30 précision, on utilise de plus en plus des guidages : laser, TPS, ou GPS sur les niveleuses afin d'étaler les couches de matériaux qui se trouvent à l'état mou. Elles sont soumises à l'action de compression par le poids de la niveleuse. Le passage des roues provoquent des distorsions dans le nivèlement. Cependant il est indispensable de 35 procéder à la compression de damage et de compactage. Par des moyens conçus à cet effet, appelés plaque vibrante ou rouleau vibrant, les couches étalées et compressées ne seront considérées comme achevées, que lorsque la densité de la couche sera atteinte, ou aura dépassé les valeurs prescrites et déterminées. 40 Le procédé classique ci-dessus exposé comporte l'emploi de diverses machines et pour qu'elle soit complète il faut recommencer plusieurs fois le nivèlement et le compactage pour supprimer les distorsions du passage de la niveleuse. L'exécution complète demande un temps important. 45 Le problème posé est de réaliser des remblais suivant les opérations décrites ci-dessus et selon la conception de l'invention qui est l'outil multifonction avec une seule machine simultanément on exécute les opérations suivant la nécessité des travaux. La solution au problème posé est un équipement appelé lame 50 niveleuse à patins vibrants, qui assure ces opérations simultanément pour réaliser le terrassement et la construction de chaussées, de parking, exemple non limitative, en rependant, malaxant, vibrant et compactant avec le contrôle des pressions induites dans le compactage en marche avant et marche arrière de la machine avec son outil 55 multifonction.

Cet outil multifonction selon l'invention, comporte un châssis en forme de caisson renfermant les blocs des distributeurs hydrauliques, 5 et un calculateur électronique de gestion des mouvements de l'outil. Le châssis, à sa partie arrière supporte des crochets conçus pour être solidaires de la machine. Le châssis, à sa partie supérieure avant supporte un moyen 10 central rotatif qui supporte des moyens hydrauliques pour supporter la lame et incliner celles de gauche et de droite, ses moyens hydrauliques sont montés sur des pivots à rotule. Le châssis, à sa partie inférieure supporte des moyens hydrauliques montés sur pivots à rotule solidaire de la lame et du 15 châssis pour l'orientation. Le châssis, à sa partie basse est muni d'une rotule centrale, pour supporter une bielle solidaire du châssis et de la lame. La bielle est munie d'un moyen hydraulique monté sur pivot solidaire de la lame et de la bielle afin de faire pivoter la lame en 20 ouverture pour effectuer le compactage en marche arrière et la fermeture pour effectuer du terrassement avec les patins relevés. L'ensemble de ces combinaisons hydrauliques permet d'orienter, d'incliner, et de basculer la lame en ouverture et en fermeture simultanément de part sa conception inventive sur les moyens 25 hydrauliques centraux solidaires de la bielle. Ce moyen est muni d'un capteur pour connaître et contrôler les courses. La lame, à sa partie basse supporte des patins montés sur pivots et actionnés par des moyens hydrauliques montés sur pivots solidaires de la lame et du châssis supportant les semelles des patins, les 30 moyens hydrauliques sont munis de capteurs pour connaître et contrôler les courses afin de faire pivoter en fermeture ou en ouverture les patins. Les patins sont solidaires de la lame par l'intermédiaire des châssis montés sur pivots qui supportent les semelles des patins par 35 l'intermédiaire des paires d'amortisseurs à câbles élastiques. Les semelles des patins supportent des vibrateurs munis de moyens hydrauliques pour faire tourner à vitesse variable selon la couche de matériaux à compacter. Une semelle est dotée d'un capteur pour contrôler les variations 40 des vibrations du compactage selon les pressions exercées sur les matériaux. Les patins montés sur pivots qui sont actionnés par des moyens hydrauliques munis de capteur qui contrôlent la course selon les pressions exercées sur les matériaux. 45 Ces pressions sont contrôlées par une valve en proportionnelle qui est sur le bloc hydraulique central relié au calculateur qui transmet les informations à l'afficheur qui sont sous forme de voyant lumineux. Les combinaisons de l'invention permettent différentes variantes 50 de l'utilisation de l'outil multifonction pour exécuter les travaux. Ces différentes variantes ne sont pas limitatives dans la forme de réalisation préférée de la présente invention telle qu'elle est représentée. Celle-ci peut être utilisée sur plusieurs types de machines (chargeuse, bulldozer, pelleteuse, chargeuse pelleteuse, 55 tracteur agricole de petite tailles ou de tailles plus grandes). L'invention rendue solidaire du premier châssis à la machine. L'outil selon l'invention de part sa particularité technique, ses combinaisons d'articulation et ses performances n'ont besoin que d'un opérateur pour son fonctionnement durant les différentes opérations qui sont réalisées. A ce jour, il ne faut pas moins de trois machines, dont l'une servant à terrasser et à charger les déblais, une deuxième pour niveler, et une troisième pour compacter les matériaux.

L'outil selon l'invention rassemble plusieurs moyens différents les uns des autres pour les nivellements, puis les compactages avec une seule machine au lieu de trois. On pourrait citer d'autres avantages de l'invention mais, ceux cités ci- dessus démontrent déjà suffisamment l'intérêt de la nouveauté. Le mode de réalisation de l'invention, de l'équipement supporté par la machine sont représentés à titre d'exemple non limitatif sur les dessins schématiques à titre d'exemple D'autres réalisations sont possibles à partir des revendications 15 qui démontrent la portée et l'étendue de celles-ci selon cette invention. La figure 1 est une vue de profil de l'ensemble de l'avant d'une machine et de l'outil multifonction comprenant un châssis associé à un 20 guidage laser, une lame, des patins vibrants et des moyens hydrauliques, ou électroniques. La figure 2 est une vue de profil de l'outil multifonction de sa poignées de conduite reliée à son afficheur et du guidage laser afin 25 de faire le compactage avec les patins. La figure 3 est une vue de profil de l'outil multifonction compactant avec la lame ouverte et relevée. 30 La figure 4 est une vue de profil de l'outil multifonction avec la lame abaissée pour faire du terrassement et du nivellement avec les patins relevés. La figure 5 est une vue de profil partielle, elle démontre 35 l'outil multifonction avec la lame qui est pivotée vers l'avant La figure 6 est une vue de profil partielle, elle démontre l'outil multifonction avec la lame qui est pivotée vers l'arrière. 40 La figure 1 représente l'ensemble de profil avant d'une machine appelée chargeuse supportant la dite invention de l'outil multifonction accroché au bras de la machine. L'invention conçue de plusieurs châssis solidaires et indépendants actionnés par des moyens hydrauliques indépendants les 45 uns des autres, montés sur des pivots à rotules. L'ensemble étant guidé par l'opérateur qui est dans la cabine muni d'une poignée et d'un afficheur de contrôle qui télécommande l'ouverture ou la fermeture de la distribution hydraulique mise sous pression par la pompe hydraulique de la machine appelée chargeuse. 50 L'opérateur effectue son terrassement selon les donnés présentées sur l'afficheur pour suivre le plan du terrassement et du compactage selon le plan parallèle du guidage laser. L'opérateur effectue la conduite en manuelle ou en automatique avec le calculateur qui régule les flux hydrauliques pour exercer des pressions avec les 55 patins sur les matériaux, et monter ou descendre l'outil avec le bras de la machine. A titre d'exemple la machine (1) avec le bras (2) actionnés par les moyens hydrauliques (3) (4) qui est accrochée par deux crochets renversés (5) au premier châssis (6) celui-ci maintenant un moyen hydraulique de rotation (7) solidaire du châssis (6) monté verticalement à la rotule (8). Le châssis (6) supporte un calculateur (9) relié au bloc hydraulique (10) muni d'une valve de régulation de pression (11). L'opérateur pilote l'outil avec une poignée multifonction (12) pour télécommander les moyens hydrauliques (4) pour faire monter ou descendre (13) l'outil avec le support de la cellule (13) selon les témoins lumineux de la cellule laser (15) que détecte le rayon laser (16) émis par le laser (17). L'outil est piloté par l'opérateur avec la poignée (12) qui est équipée d'interrupteur (18) à bascule à trois positions indiqués sur l'afficheur (19). Position centrale A. Position B. Pour l'ouverture de la lame, démontrée dans la figure 3 et position C. Pour la fermeture de la lame, démontrée dans la figure 4. Matérialisé par les moyens lumineux qui déterminent la position des moyens hydrauliques (20) solidaires de la bielle (21) et solidaires du châssis (6) par la rotule centrale (8) et la bielle (21) solidaire de la lame(22) par le pivot (23). La lame est maintenue par des moyens hydrauliques(24) montés sur pivots à rotules (25) (26). Un deuxième moyen hydraulique (27) monté sur rotules (28) (29) pour 20 l'orientation de la lame. L'opérateur fait fonctionner tous les moyens hydrauliques (7) (24) (20) (27) avec les pressions hydrauliques qui arrivent par les canalisations (30) mises sous pression par la pompe hydraulique (31) de la machine (1). 25 La figure 2 est une vue de profil de l'outil multifonction, de sa poignée de conduite relié à son afficheur et du guidage laser afin de faire le compactage avec les patins. La lame, à sa partie basse supporte des patins (32) solidaires de la lame (22) par des pivots (33) actionnés par des moyens hydrauliques (34) montés sur pivots (35) 30 (36). Les patins (32) sont solidaires du châssis (37) par des moyens élastique (38) supportant les patins (32). Les patins supportent les vibrateurs (39) et un capteur (40) sur la semelle d'un patin relié (41) au calculateur (9). L'opérateur avec la pognée (12) actionne 35 l'interrupteur (42) des moyens hydrauliques (34) qui est muni d'un capteur (43) relié (44) au calculateur (9) qui est relié (45) à l'afficheur (46) la position de l'ouverture (47) des patins (32). L'ouverture (47) des patins se fait graduellement de 5 mm, 25 mm, 35mm, 50mm, en fonction de l'épaisseur (55) des matériaux nivelés par 40 la lame (22) selon le plan du rayon laser (16) émis par le laser (17). Selon les témoins lumineux de la cellule laser (15) solidaire de la lame (22) par son support (14) la hauteur (13) est parfaitement horizontale. L'opérateur met en route les vibrateurs (39) avec l'interrupteur (48) qui est relié (49) à l'afficheur (50) et il 45 choisit la vitesse des vibrateurs (39) l'opérateur actionne le mode automatique (51) et selon la variation de l'auteur (13) et la valve (11) de régulation qui est relié (52) au calculateur (9) celui ci régule l'ouverture (47) des patins en marche avant(53). Le taux de compactage est donné par le capteur de vibration (40) qui est relié 50 (41) au calculateur (9) qui est relié (45) à l'afficheur (54). Pour indiquer le taux de compactage de 10% pour le premier passage avec une ouverture (47) des patins (32) -50mm selon l'épaisseur (55) des matériaux (49) nivelés. Pour le second passage le taux de compactage à 50% ouverture des patins à -35 mm. 55 Pour le troisième passage taux de compactage 75% avec une ouverture -25mm taux de compactage de 100% avec une ouverture -5mm si le taux de compactage dépasse les 100% le calculateur arrête les vibrateurs.

Les simulations en millimètre et pourcentage sont à titre d'exemple. Selon l'invention et la technologie régulée par le calculateur(9) elle présente un contrôle de la hauteur (13) précise avec un 5 compactage uniforme. La figure 3 est une vue de profil de l'outil multifonction effectuant le compactage avec la lame en position ouverte relevée. Selon l'invention la lame (22) est solidaire par la bielle (21) 10 montée sur pivot (23) et la rotule (8) démontré dans la figure 1. Les patins (32) en position horizontale pour effectuer les compactages en avant (53) et marche arrière (57) ils sont solidaires des amortisseurs élastiques (38) et des châssis (37) montés sur des pivots (33) et maintenus par les moyens hydrauliques (34) montés sur des pivots (35) 15 (36). L'opérateur effectue l'opération avec l'interrupteur (18) qui était en position A représentée dans la figure 1 ; il le place en position B suivant les témoins lumineux (19). Le calculateur (9) qui est programmé pour que les moyens hydrauliques (20) montés sur pivots (58) solidaires de la lame (22) montés sur pivots (59) solidaires de 20 la bielle (21), solidaires du châssis (6). Le calculateur régule les moyens hydrauliques (34) (20) simultanément avec les capteurs (43) et (60) qui sont enregistrés au calculateur (9). L'opérateur actionne l'interrupteur (50) pour la vitesse petite ou grande des vibrateurs (39) Il actionne l'interrupteur (48) pour démarrer les vibrateurs (39) 25 I1 actionne l'interrupteur (51) pour l'automatique qui permet au calculateur (9) de positionner les patins (32) à l'horizontal et la lame ouverte (56) et dégager du profil (61) du compactage, le calculateur (9) analyse les remontés des vibrations par le capteur (40) qui est sur la semelle d'un patin (32). Les vibrations sont 30 analysées par le calculateur qui les fait remonter à l'afficheur (54) sous forme de témoins lumineux indiquant les pourcentages de compactage 10%, 50%, 75%, 100%. Le dernier témoin lumineux indique d'arrêter le vibrateur (39). 35 La figure 4 est une vue de profil de l'outil multifonction avec la lame abaissée pour faire du terrassement et du nivèlement avec les patins relevés. L'opérateur, pour effectuer le terrassement et le nivèlement, pilote l'outil à partir de la poignée (12). Il actionne l'interrupteur 40 (18), le place en position C suivant les témoins lumineux (19). Le calculateur (9) est programmé pour que les moyens hydrauliques (20), montés sur pivots (58) (59) solidaires de la lame (22) montée sur pivots (23) solidaire de la bielle (21) par sa rotule (8) solidaire du châssis (6). Il régule les moyens hydrauliques (34) (20) simultanément 45 avec les capteurs (43) (60) qui donnent la référence de déplacement au calculateur (9) et qui sont préenregistrés sur la position demandée. Cela est à titre d'exemple. L'opérateur effectue son terrassement et son nivèlement des matériaux (49) avec la lame (22) fermée (56) en marche avant (53) et 50 avec les patins (32) relevés (47) du profil du nivèlement(49). La figure 5 est une vue de profil partielle de l'outil. Elle démontre l'outil multifonction avec la lame fermée qui est pivotée vers l'avant (56) maintenue par les moyens hydrauliques (24) montés 55 sur pivots à rotules (25) (26). La lame pivote (56) sous l'action du moyen hydraulique (20) monté sur les pivots (58) (59). La bielle (21) de par sa forme est solidaire de la lame (22) par le pivot (23) et la rotule (8) solidaire du châssis (6) comme démontré dans la figure 1.

La bielle solidaire du châssis (6) pivote (62) sous l'action du moyen hydraulique (20) avec la tige sortie commandée par l'operateur qui pilote l'outil à partir de la poignée (12) décrite et démontrée dans les figures 1 ; 2 ; 3 ; 4. Le pivotement (56) de la lame vers l'avant est provoqué de par les pivots (58) (59) grâce aux moyens hydrauliques (20). Le pivotement (56) de la lame (22) se fait par le maintien des pivots à rotules (26) (25) sur le moyen de rotation horizontal (7), qui est démontré dans la figure 1. Ce moyen hydraulique (20) dans l'action de fermeture de la lame est représenté avec la tige (64) du moyen hydraulique sortie. Pour faire pivoter (56) la lame (22) et faire pivoter la rotule (8) simultanément solidaires du châssis (6) comme démontré dans les figures 1 ; 2 ; 3 ; 4. La figure 6 est une vue de profil partielle de l'outil. Elle démontre l'outil multifonction avec la lame ouverte qui est pivotée vers l'arrière (56), maintenue par les moyens hydrauliques (24) montés sur pivots à rotules (25) (26). La lame pivote (56) sous l'action du moyen hydraulique (20), monté sur les pivots (58) (59). La bielle (21), de par sa forme est solidaire de la lame (22) par le pivot (23) et la rotule (8) solidaires du châssis (6) démontré dans la figure 1. La bielle solidaire du châssis (6) pivote (63) sous l'action du moyen hydraulique (20) avec la tige (64) rentrée commandée par l'opérateur qui pilote l'outil à partir de la poignée (12) décrite et démontrée dans les figures 1 ; 2 ; 3 ; 4. Le pivotement (56) de la lame vers l'arrière est provoqué de par les pivots (58) (59) du moyen hydraulique (20). Le pivotement (56) de la lame (22) se fait par le maintien des pivots à rotule (26) sur le moyen de rotation horizontal (7). Il est démontré dans la figure 1 que ce moyen hydraulique (20) dans son action de fermeture de la lame est représenté avec la tige (64) du moyen hydraulique rentré, pour faire pivoter (56) la lame (22) et faire pivoter la rotule (8) simultanément solidaire du châssis (6), comme démontré dans les figures 1 ; 2 ; 3 ; 4. Selon les procédés particuliers de l'invention et de sa forme de réalisation illustrée dans les figures 1 ; 2 ; 3 ; 4 ; 5 ; 6, les 35 possibilités quant à la forme, au nombre et la taille de tous les moyens de l'outil multifonction, ne sont pas limitatives, de même que les fonctions décrites. D'autres aspects et les objets revendiqués de la présente invention, notamment pour les moyens hydrauliques et les moyens des 40 capteurs de mesure ainsi que le calculateur qui son décrits, peuvent être remplacés par d'autres moyens équivalents c'est à dire des vérins pneumatiques ou électriques. Pour les capteurs linéaires intégrés, ils peuvent être remplacés par des capteurs à fil ou à rayon laser ou ultrason, T.P.S ou G.P.S. (exemple non limitatif). 50 45 55

Claims

REVENDICATIONS1.) Dispositif de compensation électrique et électronique pour outil multifonction de nivellement et de compactage comprenant : - une machine de travaux publics (1) avec groupe hydraulique (31), des bras (2) et leurs moyens hydrauliques de commande (3 et 4), un premier châssis avec lame de nivellement (22) portant une cellule (15) de captage d'un rayon laser (16) définissant un plan de nivellement, et un second châssis (6) rattaché à la machine par des crochets (5) et constituant l'outil multifonction, - une poignée multifonction (12) commandant les mouvements des divers moyens hydrauliques et électriques, - un afficheur (19) des fonctions commandées, - et des patins vibrants (32), caractérisé en ce que le premier châssis (22) est lié au second châssis (6) par des moyens hydrauliques (20, 24 et 27), montés à pivots et sur rotules, et par une bielle (21), elle-même liée au premier châssis par un pivot (23) et au second châssis par une rotule (8), tandis que ce second châssis comprend un bloc hydraulique (10) avec valve (11) de régulation de la pression, alimenté par le groupe hydraulique (31) de la machine, et un calculateur (9) relié à la cellule (15), à l'afficheur (19), à la poignée multifonction (12) et à des capteurs de course (43 et 60) disposés sur les moyens hydrauliques (24 et 20) pour contrôler les mouvements de ces moyens et ceux des moyens hydrauliques (3, 4) de commande des bras (2), afin de faire monter ou descendre le premier et second châssis selon les prescriptions données par la cellule (15), le premier châssis (22) entre une position lame abaissée de terrassement et une position ouverte, avec lame hors du sol, et le second châssis (6) entre une position relevée de terrassement et de nivellement et une position de compactage.
2.) Dispositif de compensation électrique et électronique pour outil multifonction de nivellement et de compactage selon la revendication1 caractérisé en ce que la partie basse de la lame (22) supporte un châssis (37) articulé sur elle (en 33) et articulé (en 36) sur des moyens hydrauliques (34), articulés sur le premier châssis en (35), ce châssis portant, par des moyens élastiques (38) des vibrateurs (39) et un capteur de vibrations (40), relié au calculateur (9).
3.) Dispositif de compensation électrique et électronique pour outil multifonction de nivellement et de compactage selon les revendications 1 et 2 prises ensemble caractérisé en ce que les moyens hydrauliques (34) reliant le premier châssis (22) au châssis porte patins (37) comportent des capteurs de course (43) reliés au calculateur (9) et à l'afficheur (46) pour indiquer sur ce dernier l'ouverture des patins (32).
4.) Dispositif de compensation électrique et électronique pour outil multifonction de nivellement et de compactage selon les revendications 1 à 3 prises ensemble caractérisé en ce que le calculateur (9) régule l'ouverture des patins (32)en marche avant de manière qu'elle s'effectue graduellement à chaque passage, tandis que le taux de compactage définit à chaque passage sur l'afficheur de pourcentage (54) est régulé par le calculateur (9) réagissant à un capteur de vibrations (40) disposé sur les patins (32).
5.) Dispositif de compensation électrique et électronique pour outil multifonction de nivellement et de compactage selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'afficheur (19) comprend : - des voyants lumineux correspondants à trois positions de la lame (22), respectivement, centrale A, ouverte B et fermée C; - de voyants lumineux (46) indiquant la position de l'ouverture des patins (32) ; - de voyants lumineux (54) indiquant le taux de compactage ; - et un interrupteur (50) de détermination de la vitesse de vibration, grande ou petite, tandis que la poignée de commande (12), connectée à l'afficheur (19) et sous le contrôle du calculateur (9), comprend : - un interrupteur (18) de commande de la lame (22) dans ses trois positions, A, B et C, - un interrupteur (42) commandant l'ouverture des patins selon les voyants (46) ; - un interrupteur (48) de commande du compactage ; - et un interrupteur (51) de passage en fonctionnement automatique sous le contrôle du calculateur (9)).