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CA 02413448 2002-12-20
WO 02/01139 PCT/FRO1/02008
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APPAREIL POUR LE TRAVAIL DU SOL
La présente invention a pour objet un appareil pour le travail du
sol.
L'appareil dont il s'agit est destiné notamment à réaliser le
travail du sol dans des zones peu accessibles, telles que des fossés. Cet
appareil de travail du sol peut étre un appareil qui retourne la terre en
surface, ou plus en profondeur, en vue de réaliser un nettoyage ou un
assainissement de la surface à travailler. Cet appareil peut également étre
utilisé pour la neutralisation de mines anti-personnel dans des zones
dïfficilement accessibles, telles que des fossés. En effet, il est connu
d'utiliser des appareils pour la détection de mines anti-personnel, qui
travaillent sur des surfaces relativement planes, en détectant et en faisant
éclater les mines anti-personnel, soit en exerçant une pression ou des
vibrations sur le sol, soit en réalisant le décaissement d'une couche de
terre, par exemple à l'aide d'outils tournants. Toutefois, de tels appareils
ne
sont pas adaptés pour intervenir sur des terrains escarpés ou sur des
terrains présentant des irrégularités.
L'appareil selon l'invention comprend un bras monté sur un
support à l'une de ses extrémités, et possédant plusieurs éléments articulés
les uns sur les autres autour d'axes horizontaux.' Le support sur lequel est
monté le bras peut, par exemple, être constitué par une tourelle montée
pivotante autour d'un axe vertical sur le châssis d'un véhicule. L'extrémité
libre du bras est équipée d'un porte-outil.
Le but de l'invention est de fournir un appareil de ce type, qui
puisse intervenir sur des terrains escarpés ou présentant des irrégularités
marquées, telles que des fossés.
A cet effet, dans l'appareil qu'elle concerne, du type précité,
l'extrémité libre du bras est équipée d'un actionneur rotatif d'axe de
rotation transversal aux axes d'articulation des éléments du bras, et sur la
partie inférieure duquel est fixé un boîtier contenant un moteur destiné à
l'entraînement d'un arbre de sortie transversal à l'axe de l'actionneur
rotatif
et en bout duquel est monté en porte-à-faux un outil.
Avantageusement, l'arbre de sortie en bout duquel est monté
l'outil est parallèle au sol.
L'outil est donc monté en porte-à-faux à l'extrémité de l'arbre
de sortie du moteur d'entraînement qui est, par exemple, un moteur
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hydraulique. Cet outil étant monté pivotant autour d'un axe horizontal, va
donc travailler dans un plan vertical. II est donc possible de travailler dans
une zone de très faible largeur, telle qu'un fossé, en orientant le plan de
travail suivant la direction du fossé ou de travailler très près d'un
obstacle,
tel qu'un mur, en jouant sur fa position du bras qui est constitué de
plusieurs éléments articulés les uns sur les autres, et sur la position
angulaire du boîtier porte-outil, vis-à-vis de l'extrémité du bras, grâce à
l'actionneur rotatif.
Avantageusement, dans cet appareil, l'arbre de sortie en bout
duquel est monté l'outil est équipé de moyens de déplacement en
translation suivant son axe. II est ainsi possible d'élargir la zone
d'intervention de ('outil en animant l'arbre de sortie d'un mouvement
alternatif. C'est ainsi, par exemple, que si la largeur de la zone de travail
de
l'outil est de 9 0 cm et que la course du vérin est de 30 cm, il sera possible
pour une même position du bras d'obtenir un travail du terrain sur une
largeur de 40 cm.
Suivant une possibilité, les moyens de déplacement en
translation de l'arbre de sortie sont constitués par un vérin hydraulique.
Selon une forme d'exécution de l'appareil selon l'invention, à
l'intérieur du boîtier monté à l'extrémité libre du bras est montée,
pivotante, une douille équipée en périphérie d'une couronne dentée
engrenant avec un pignon entraîné à partir du moteur, et à l'intérieur de
laquelle est montée libre en translation mais bloqué en rotation un arbre
creux formant un cylindre pour un piston fixé à l'extrémité d'une tige
solidaire du boïtier.
Suivant une possibilité dans ce cas, l'arbre creux est rendu
solidaire en rotation de la douille par un ensemble de cannelures
complémentaires mënagées dans leurs faces en contact. En outre,
avantageusement, le circuit d'alimentation du vérin comprend des conduits
ménagés dans la tige du vérin.
L'outil monté en porte-à-faux à l'extrémité de l'arbre de sortie
du moteur peut présenter différentes formes. II peut s'agir, par exemple,
d'un moyeu sur lequel sont fixées les extrémités de chaînes dont les autres
extrémités sont équipées de masselottes, ou sur lequel sont fixés plusieurs
bras radiaux dont les extrémités libres sont acérées.
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Suivant une autre forme d'exécution, cet outil comprend un
disque ou plusieurs disques parallèles dont le centre est calé en bout de
l'arbre et dont la périphérie comporte des dents.
Dans une autre forme d'exécution, l'outil monté en porte-à-faux
à l'extrémité de l'arbre de sortie comprend un disque supportant sur un
premier secteur angulaire, un tronçon de surface cylindrique, depuis lequel
s'étend au moins une dent susceptible de pénétrer dans le sol et, sur un
deuxième secteur angulaire, une pluralité de tiges susceptibles de déporter
le sol déplacé par la dent.
De préférence, l'orientation des tiges varie progressivement
depuis une orientation divergente par rapport de rotation jusqu'à une
orientation des tiges parallèle à l'axe de rotation.
De plus plusieurs dents s'étendent depuis le tronçon cylindrique,
deux d'entre elles situées à proximité du bord avant du tronçon dans le
sens de rotation, les autres dents étant situées à proximité du bord arrière.
De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la
description qui suit, en référence au dessin schématique annexé
représentant, à titre d'exemples non limitatifs, une forme d'exécution de
cet appareil et plusieurs formes d'exécution d'outils
Figure 1 est une vue générale en perspective représentant la
totalité de l'appareil ;
Figure 2 est une vue en perspective et à échelle agrandie de la
partie de l'appareil équipée de l'outil ;
Figure 3 en est une vue en coupe longitudinale et à échelle
agrandie suivant la ligne III-III de figure 2 ;
Figures 4 à 8 sont cinq vues schématiques représentant quatre
types d'outils pouvant équiper cet appareil.
L'appareil représenté au dessin comprend un engin 2 motorisé,
sur le châssis duquel est montée pivotante autour d'un axe vertical une
tourelle 3. Sur cette tourelle 3 est monté pivotant autour d'un axe
horizontal un bras 4 comportant trois éléments 5, 6, 7 articulés les uns sur
les autres autour de deux axes horizontaux 8 et 9. Des capteurs d'angle
donnent la position des éléments les uns relativement aux autres, et
permettent de maintenir une platine 10 appartenant à l'élément 7 en
position parallèle au sol. Sur cette platine 10 est monté un actionneur
rotatif 12, dont la partie supérieure 13 est fixée à la platine et dont la
partie
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inférieure 14 est montée pivotante sur la partie supérieure 13. La partie 14
est solidaire d'un boîtier 15 jouant le rôle de porte-outil.
Dans le boîtier 15 est monté un moteur hydraulique 16 dont
l'arbre de sortie est équipé d'un pignon 17 engrenant avec un pignon 18
d'axe parallèle. Ce pignon 18 engrène, pour sa part, avec une couronne
dentée 19 solidaire d'une douille 20 montée pivotante autour d'un axe
horizontal dans le boîtier par l'intermédiaire de paliers 22. Cette douille 20
entraînée en rotation est bloquée en translation dans le boïtier. A
l'intérieur
de la douille 20 est monté un arbre creux 23 comportant, sur sa face
extérieure, des cannelures mâles 24 coopérant avec des cannelures
femelles 25 de la douille 20 pour assurer le blocage en rotation de l'arbre
23 vis-à-vis de la douille 20 tout en permettant la translation de cet arbre
par rapport à la douille. L'arbre 23 dépasse du boîtier, et son extrémité
libre
comporte un fond 26 permettant à cet arbre 23 de jouer le rôle d'un
cylindre. Ce cylindre est engagé sur une tige 27 fixe, dont l'extrémité 28
élargie forme un piston. Le cylindre est équipé, à son extrémité arrière, d'un
élément annulaire 29 assurant l'étanchéité autour de la tige 27. Dans la
tige 27 sont ménagés des conduits 30 pour la circulation d'un fluide
hydraulique, alimentation et évacuation des chambres délimitées entre
l'arbre creux 33, d'une part, et la tige et le piston 28, d'autre part.
Suivant le mode d'alimentation en fluide hydraulique de ces
chambres, l'arbre 23 peut coulisser relativement à la douille 20 tout en
étant entraîné en rotation par celle-ci.
L°extrémité 26 de l'arbre 23 est munie de moyens de fixation
d°un outil. Dans la forme d'exécution représentée aux figures 1 à 3,
cet
outil comprend un moyeu 32 de fixation sur l'arbre à partir duquel
s'étendent trois chaînes 33 en bout de chacune desquelles est fixée une
masselotte 34. Lors de la mise en rotation de l'arbre 23, les chaînes 33
vont prendre une position radiale et les masselottes vont venir percuter le
sol en réalisant une saignée plus ou moins profonde dans celui-ci.
Dans la forme d'exécution représentée à la figure 4, l'outil
comprend un moyeu 35, à partir duquel s'étendent trois bras radiaux 36 en
bout de chacun desquels est montée une partie acérée 37.
Dans la forme d'exécution représentée à la figure 5, l'outil
possède une forme générale de disque 38, dont le centre 39 sert à la
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fixation sur l'arbre, et dont la périphérie présente plusieurs dents 40
régulièrement réparties.
La figure 6 représente une variante d'exécution de l'outil de
figure 5, cet outil étant alors constitué par trois disques 38 disposés
parallèlement les uns aux autres, et rendus solidaires en rotation avec
interposition d'entretoises, non représentées au dessin.
Les figures 7 et 8 montrent une troisième forme d'exécution de
!'outil, dans laquelle un disque 41 est prolongé axialement sur un secteur
angulaire, par un tronçon de cylindre 43 et sur un second secteur angulaire
par une pluralitë de tiges 44.
Comme cela apparaît sur la figure 8, l'orientation des tiges 44
varie progressivement dans le sens de la rotation de l'outil depuis une
orientation des tiges 44 divergente par rapport à l'axe de rotation jusqu'à
une orientation dans laquelle les tiges 44 sont parallèles à cet axe.
La figure 7 montre que trois dents 45 décalées !es une par
rapport aux autres s'étendent depuis la face extérieure du tronçon du
cylindre 43.
D'un point de vue pratique, l'engin est tout d'abord positionné
pour que l'extrémité de son bras 4 puisse atteindre la zone dans laquelle le
sol doit être travaillé. Cette zone est atteinte en jouant sur l'articulation
des
différents éléments 5, 6, 7 du bras les uns relativement aux autres, ainsi
que par la rotation du boîtier par rapport à la platine 10, afin que l'outil
puisse décrire une séquence de travail prédéterminée et commandée par un
calculateur, ou puisse décrire une séquence de travail sous la seule
initiative de l'opérateur. Cette séquence de travail peut comporter des
mouvements combinés de déplacement du bras et de translation de l'arbre
porte-outil par rapport au boîtier dans lequel il est monté. La course et la
fréquence de déplacement de l'arbre peuvent être commandés par un
séquenceur.
Comme il ressort de ce qui précède, l'invention apporte une
grande amélioration à la technique existante en fournissant un appareil pour
le travail du sol permettant de réaliser ce travail de façon systématique, y
compris dans des zones très peu accessibles.
Dans le cas où l'engin est équipé l'outil représenté aux figures 7
et 8, l'outil étant en rotation, les dents 45 entrent dans le sol et,
notamment, lorsque le sol est dur, arrachent des mottes. Ces mottes
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tombent ensuite dans les tiges 44 qui ont d'une part, une action de
tamisage et contribuent à casser ces mottes et, d'autre part, une action
permettant de déporter ces mottes sur une zone du sol qui a déjà été
travaillée. Cette dernière action permet, notamment, de ne pas reprendre
dans l'outil des mottes ayant déjà subi son passage.
Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme
d'exécution de cet appareil, décrite ci-dessus à titre d'exemple, ni aux
seules formes d'exécution des outils qui ont été présentés, elle en
embrasse au contraire toutes les variantes. C'est ainsi notamment que le
vérin de translation alternative de l'outil pourrait comporter un cylindre, ou
une tige suivant le sens de montage, recevant à son extrémité un
roulement de butée permettant de conserver le vérin fixe en rotation, sans
que l'on sorte pour autant du cadre de l'invention.
