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TITRE DE L'INVENTION: NIVELEUSE A BÉTON PORTABLE AVEC VRILLE
CHAMP DE L'INVENTION
L'invention a trait aux niveleuses à béton portables et plus particulièrement
à une niveleuse à
béton portable munie d'une vrille qui permet de canaliser le béton
s'accumulant en amont et de le
décharger à un endroit désigné.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE
Certaines niveleuses à béton portables connues sont du type comprenant un
racloir pour
niveler une surface de béton mou, ce qui inclut simultanément l'aplanissement
du béton et son
lissage. Le racloir est tiré le long de la surface de béton au moyen de
poignées attachées au racloir.
Un dispositif d'induction de vibrations est également attaché au racloir pour
induire des vibrations
dans le racloir. Un ouvrier devra tirer le racloir le long de la surface
inégale du béton frais et mou
qui vient juste d'être coulé. Le racloir vibrant aide à niveler le béton afin
d'obtenir une surface égale
avant que le béton ne saisisse.
Une des caractéristiques avantageuses du béton est qu'il a une résistance à
l'usure plutôt
bonne. Toutefois, des vibrations excessives induites dans le béton peuvent
amener des particules de
ciment à remonter à la surface supérieure du béton, réduisant ainsi sa
résistance à l'usure. Ceci est bien
évidemment un effet secondaire hautement indésirable lors du nivellement du
béton au moyen d'un
racloir vibrant.
Un autre problème des racloirs portables est lié au pelletage du béton
excédentaire en amont.
En effet, lorsque le racloir est tiré le long de la surface de béton mou pour
le niveler, du béton
s'accumulera inégalement pour former des amoncellements à différents endroits
en amont du racloir,
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forçant le ramassage de cet excédent de béton pour éviter qu'il n'entrave la
progression du racloir.
Ceci est problématique car dans le cas des racloirs portables l'ouvrier qui
tire sur le racloir devient
incapable de tirer sur le racloir s'il y a trop de béton en amont du racloir.
Pour éviter ce problème, au
moins un autre ouvrier doit coopérer avec l'ouvrier qui tire la niveleuse
portable, cet autre ouvrier
pelletant le béton excédentaire en amont du racloir et plus spécifiquement aux
différents endroits le
long et auprès du racloir où le béton forme les amoncellements les plus gros.
Ces amoncellements sont
souvent causés en partie par le racloir lui-même puisque le béton excédentaire
qui n'est pas aplani sera
poussé par le racloir formant ainsi ces amoncellements. L'ouvrier qui pelte
bougera d'un bord à l'autre
du racloir pour s'occuper des accumulations de béton là où elles se forment en
amont et auprès du
racloir, ce qui inclut de se déplacer autour de l'ouvrier qui tire le racloir.
Ceci fait que l'ouvrier affecté
à la pelle gêne souvent l'ouvrier qui tire le racloir le forçant à arrêter
temporairement sa progression
idéalement constante avec le racloir. De plus, la progression du racloir doit
aussi être arrêté
temporairement si volume du béton excédentaire est trop important pour
permettre l'évacuation du
béton excédentaire en amont. Ceci n'est pas pratique.
SOMMAIRE DE L'INVENTION
La présente invention a trait à une niveleuse à béton portable comprenant :
= un racloir portable allongé définissant des première et seconde extrémités
opposées;
= un organe de poignée monté audit racloir pour permettre à un ouvrier de
tirer manuellement
le racloir dans une direction en amont;
= une vrille montée de façon rotative audit racloir et située en amont dudit
racloir; et
= un moteur monté à l'un parmi ledit racloir et ledit organe de poignée et
relié de façon
opératoire à ladite vrille pour faire tourner ladite vrille;
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caractérisée en ce que ladite vrille est capable de diriger le béton
excédentaire en amont dudit racloir
vers un lieu de décharge du béton excédentaire qui est situé à un endroit
prédéfini le long dudit
racloir allongé.
Dans l'une des réalisations de l'invention, la coupe transversale dudit
racloir allongé est
généralement en forme de L et comprend une lame pour engager à plat le béton à
niveler et une
plaque de poussée du béton reliée intégralement à ladite lame et montant
transversalement par
rapport à celle-ci.
Dans l'une des réalisations de l'invention, ladite lame et ladite plaque de
poussée sont à
angle droit l'une de l'autre.
Dans l'une des réalisations de l'invention, ledit lieu de décharge du béton
excédentaire est
situé à l'une desdites première et seconde extrémités.
Dans l'une des réalisations de l'invention, le racloir portable comprend un
mécanisme
d'évacuation du béton excédentaire audit lieu de décharge du béton
excédentaire pour évacuer le
béton excédentaire à l'écart dudit racloir et de ladite vrille.
Dans l'une des réalisations de l'invention, ledit mécanisme d'évacuation
comprend une
ouverture de décharge du béton excédentaire dans ledit racloir audit lieu de
décharge du béton
excédentaire, ladite vrille s'étendant partiellement en amont de ladite
ouverture de décharge du
béton excédentaire.
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Dans l'une des réalisations de l'invention, ladite ouverture de décharge du
béton
excédentaire est pratiquée à la fois dans ladite lame et dans ladite plaque de
poussée du béton.
Dans l'une des réalisations de l'invention, une portion de la plaque de
poussée du béton
s'étend au-dessus de ladite ouverture de décharge du béton excédentaire.
Dans l'une des réalisations de l'invention, ledit lieu de décharge du béton
excédentaire est
situé entre et est espacé desdites première et seconde extrémités.
io Dans l'une des réalisations de l'invention, ledit lieu de décharge du béton
excédentaire est
situé à mi-distance entre lesdites première et seconde extrémités.
Dans l'une des réalisations de l'invention, ledit mécanisme d'évacuation du
béton
excédentaire comprend un convoyeur à béton transversal supporté par l'un parmi
ledit racloir et ledit
organe de poignée et situé audit lieu de décharge du béton excédentaire pour
transporter le béton
excédentaire transversalement en amont et l'écart de ladite vrille.
Dans l'une des réalisations de l'invention, le convoyeur à béton transversal
comprend un
organe de vis rotatif alimenté et placé transversalement à ladite vrille pour
transporter le béton
transversalement en amont et à l'écart de ladite vrille.
Dans l'une des réalisations de l'invention, ledit organe de vis rotatif est
porté par ladite vrille
et connecté de façon opératoire à un arbre de ladite vrille afin de tourner
simultanément avec ladite
vrille.
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Dans l'une des réalisations de l'invention, la niveleuse à béton portable
comprend au surplus
un dispositif de niveau monté audit racloir.
Dans l'une des réalisations de l'invention, ledit dispositif de niveau
comprend des capteurs
5 lasers pour coopérer avec un niveau à laser externe pour niveler le béton à
un angle voulu.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
Dans les dessins annexés :
La figure 1 est une vue en perspective d'une niveleuse à béton portable
d'après une
première réalisation de la présente invention;
Les figures 2 et 3 sont respectivement des vue en perspectives arrière et une
élévation
frontale de la niveleuse à béton portable de la figure 1, avec des flèches
suggérant la direction dans
laquelle le béton excédentaire se dirigera vers le lieu de décharge du béton
excédentaire;
La figure 4 est une vue en coupe transversale, à échelle agrandie, prise le
long de la
ligne IV-IV de la figure 3;
La figure 5 est une vue en perspective arrière d'une niveleuse à béton
portable
d'après une seconde réalisation de la présente invention, avec des flèches
suggérant la direction dans
laquelle le béton excédentaire se dirigera vers le lieu de décharge du béton
excédentaire;
La figure 6 est une vue agrandie de la région circonscrite par le cercle VI de
la figure
5;
La figure 7 est une vue en perspective arrière d'une niveleuse à béton
portable
d'après une troisième réalisation de la présente invention, ainsi qu'un niveau
à laser externe, avec
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des flèches suggérant la direction dans laquelle le béton excédentaire se
dirigera vers le lieu de
décharge du béton excédentaire;
La figure 8 est une vue en perspective arrière d'une niveleuse à béton
portable
d'après une quatrième réalisation de la présente invention, avec des flèches
suggérant la direction
dans laquelle le béton excédentaire se dirigera vers le lieu de décharge du
béton excédentaire; et
La figure 9 est une vue agrandie de la région circonscrite par le cercle IX de
la figure
8.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DES RÉALISATIONS DE L'INVENTION
Les figures 1-4 montrent une niveleuse à béton portable 20 d'après la présente
invention qui
io est utilisée pour niveler une surface de béton mou avant qu'il ne saisisse.
La niveleuse à béton 20 est
dite portable en ce sens qu'elle peut être tirée au-dessus du béton par un
seul ouvrier, plutôt que de
nécessiter un véhicule pour la transporter ou la déplacer.
La niveleuse à béton portable 20 comprend un racloir allongé 23 définissant
des première et
seconde extrémités opposées 23a, 23b. Le coupe transversale du racloir 23 est
généralement en
forme de L et comprend une lame 26 pour engager à plat le béton à niveler et
une plaque de poussée
du béton 29 reliée intégralement à la lame 26 et s'élevant transversalement
par rapport à celle-ci. La
lame 26 et la plaque de poussée du béton 29 sont perpendiculaires, bien
qu'elles puissent
optionnellement être à des angles différents tant et aussi longtemps que la
plaque de poussée 29
reste généralement transversale à la lame 26.
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La niveleuse à béton portable 20 comprend aussi un organe de poignée 32
attaché fixement
au racloir 23 et plus particulièrement attaché à la plaque de poussée du béton
29 à mi-chemin entre
les extrémités première et seconde du racloir 23a, 23b au moyen d'une fixation
d'organe de poignée
35. L'organe de poignée 32 comprend une tige de support allongée 38 auquel des
poignées de
direction 41 sont installées à distance du racloir 23 permettant à un ouvrier
de tirer manuellement le
racloir dans une direction en amont où le béton doit être nivelé. Des tiges de
renforcement 44, 47
relient la tige de support 38 à la plaque de poussée du racloir 29 au moyen de
fixations de tige de
renforcement 50, 53.
La niveleuse à béton portable 20 comprend au surplus une vrille 56 montée de
façon rotative
au racloir 23 et située en amont du racloir 23. La vrille 56 comprend plus
particulièrement un arbre
tournant 59 équipé d'une lame hélicoïdale 62. L'arbre de la vrille 59 est
monté de façon rotative au
racloir 23 à ses première et seconde extrémités 23a, 23b au moyen de supports
d'arbres 65, 68.
Chaque support d'arbre 65, 68, par exemple le support d'arbre 68 tel
qu'illustré à la figure 4,
comprend une barre de support coudée 71 qui a une première section d'attache
74 boulonnée à la
plaque de poussée du béton 29 et une deuxième section de siège 77 qui s'étend
en amont et à l'écart
de la plaque de poussée 29. Le support d'arbre 68 possède aussi une barre de
siège supérieure 80
boulonnée à la section de siège 77 pour former un siège creux cylindrique à
travers lequel l'arbre 59
s'étend et à l'intérieur duquel l'arbre 59 peut tourner. Une bague de laiton à
faible friction 83 est
intercalée entre le siège et l'arbre 59 pour réduire la friction.
Les figures 1-3 montrent que la niveleuse à béton 20 comprend au surplus un
moteur 86
monté à l'organe de poignée 32 et plus particulièrement à la tige de support
38 au moyen d'un
support à moteur 89. Le moteur 86 est installé à l'extrémité de la tige de
support de l'organe de
poignée 38 opposée au racloir 23, derrière les poignées de direction 41. Le
moteur 86 peut être
alimenté par n'importe qu'elle source d'énergie portable, il peut par exemple
être alimenté au
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moyen d'une batterie ou d'un carburant. Un arbre flexible 92 relie le moteur
86 à la vrille 56 au
moyen d'une boîte d'engrenage 95 dans laquelle les engrenages appropriés
s'engrènent pour assurer
une transmission désirée du mouvement rotatif de l'arbre flexible à l'arbre de
vrille 59, pour faire
tourner la vrille 56. Le moteur 86 est doté des contrôles appropriés (non
montrés) pour permettre à
un travailleur de l'activer à sa guise.
La lame hélicoïdale 62 de la vrille 56 est inclinée de telle façon que lorsque
la vrille tourne
dans une direction déterminée, de la matière granulaire telle que du béton est
dirigée vers un lieu de
décharge du béton excédentaire du racloir 23 qui est situé près de la première
extrémité du racloir
23a. Le racloir 23 comprend un dispositif d'évacuation du béton excédentaire
qui prend la forme
d'une ouverture de décharge du béton excédentaire 98 située à son lieu de
décharge du béton
excédentaire et aidant à l'évacuation du béton excédentaire en amont du
racloir 23. L'ouverture 98
est faite au travers d'à la fois la lame du racloir 26 et de la plaque de
poussée du béton 29. Plus
particulièrement, la lame 26 est coupée en 99 pour terminer avant la première
extrémité du racloir
23a pour définir partiellement l'ouverture de décharge du béton excédentaire
98, alors que la plaque
de poussée du béton 29 est découpée le long de la partie découpée de la lame
26 pour définir
partiellement l'ouverture de décharge du béton excédentaire 98. Une portion
101 de la plaque de
poussée du béton 29 s'étend jusqu'à la première extrémité du racloir 23a par-
dessus l'ouverture de
décharge du béton excédentaire 98.
En pratique, un travailleur tirant sur le racloir activera le moteur 86 pour
faire tourner la
vrille 56 et tirera le racloir 23 le long du sol en utilisant les poignées de
direction 41. Ce faisant, la
lame du racloir 26 aplanira le béton alors que la plaque de poussée du béton
29 empêchera le béton
excédentaire de passer par-dessus la lame 26, poussant ainsi le béton
excédentaire non aplani et situé
en amont de la plaque de poussée 29. La vrille tournante 26 amènera ce béton
excédentaire vers le
lieu de décharge du béton excédentaire, soit vers la première extrémité du
racloir 23a. Le béton
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excédentaire est alors déchargé à travers l'ouverture de décharge du béton
excédentaire 98 et/ou
latéralement au-delà de la première extrémité du racloir 23a pour former un
amas généralement
linéaire. Le fait que la vrille 56 s'étende au-devant de l'ouverture de
décharge du béton excédentaire
98 contribue à créer le dispositif d'évacuation du béton qui évacuera le béton
au loin de la portion en
amont du racloir.
Un travailleur affecté au pelletage qui coopère avec le travailleur tirant sur
le racloir peut
pelleter le béton se trouvant près du racloir 23 pour retirer l'amas de béton
excédentaire et le
répandre plus également sur la portion de béton qui n'a pas encore été
nivelée, ou encore le
transporter à un endroit voulu.
io Les figures 5 et 6 montrent une niveleuse à béton 150 d'après une seconde
réalisation de
l'invention, qui est semblable à la niveleuse à béton 20 de la première
réalisation sauf tel que noté
ci-après.
La niveleuse à béton 150 possède un racloir 153 et un moteur 156 monté
directement par-
dessus le racloir 153, et plus particulièrement fixé à une plaque verticale de
poussée du béton 159.
Le moteur 156 possède un arbre rigide 162 qui est fileté en 165 pour engager
une portion
d'engrenage 168 de l'arbre 171 de la vrille 174. La vrille 174 est pourvue
d'une paire de lames
hélicoïdales 177, 180 qui ont le même niveau d'inclinaison et qui sont
inclinées dans la même
direction. Les deux lames hélicoïdales transportent conséquemment le béton
vers l'ouverture de
décharge du béton excédentaire 183 et/ou au-delà de la première extrémité du
racloir 153a, à la
position de décharge du béton excédentaire du racloir 153. Un organe de
poignée 186 est attaché au
racloir 153 au moyen de barres d'attache 189 en forme de Y qui permettent au
moteur 156 d'être
situé au centre du racloir 153.
La position du moteur 156 permet à un arbre rigide d'être utilisé plutôt que
l'arbre flexible
de la première réalisation; et permet aussi l'installation du moteur 156
directement sur le racloir 153
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plutôt que de l'installer sur l'organe de poignée, ce qui est moins lourd pour
le travailleur qui tire sur
le racloir.
Tel que noté ci-dessus, le béton convoyé par la vrille 174 sera dirigé par les
deux lames
hélicoïdales vers l'ouverture de décharge du béton excédentaire 183 et/ou au-
delà de la première
5 extrémité du racloir 153a, une partie du béton passant au travers du lien
entre l'arbre du moteur et la
vrille 165-168 chemin faisant. Plus particulièrement, le béton convoyé par la
première lame
hélicoïdale 177 sera acheminé vers le moteur 156, là où le béton sera poussé
vers la deuxième lame
hélicoïdale 180 par le béton en arrivage, pour être finalement convoyé par la
lame hélicoïdale 180
vers l'ouverture de décharge du béton excédentaire 183. Les deux lames
hélicoïdales 177, 180 ont le
io même degré d'inclinaison afin d'assurer une acheminent constant et régulier
du béton vers
l'ouverture de décharge du béton excédentaire 183 tout au long du racloir 153.
La figure 7 montre une niveleuse à béton 200 d'après une troisième réalisation
qui est
semblable aux niveleuses à béton 20 et 150 sauf tel que noté ci-après.
La niveleuse à béton 200 comprend un racloir 203 et un moteur 206 monté
directement au-
dessus du racloir 203 et plus particulièrement sur la plaque de poussée du
béton 209. La tige de
support 212 de l'organe de poignée 213 s'étend de la plaque de poussée 209
sous le moteur 206. Un
arbre flexible 215 relie le moteur 206 à une vrille 218 montée au racloir 203.
Dans cette réalisation,
le moteur est conséquemment supporté par le racloir mais un arbre flexible est
néanmoins utilisé.
La vrille 218 comprend une paire de lames hélicoïdales 221, 224 montées à un
arbre de vrille
227. Les lames hélicoïdales 221 et 224 sont chacune inclinées dans des
directions opposées pour
acheminer le béton vers un lieu de décharge du béton excédentaire situé entre
et espacé des
extrémités première et seconde 203a, 203b du racloir 203. Plus
particulièrement, chacune des lames
hélicoïdales 221, 224 s'étend d'une extrémité de l'arbre 227 à son centre, et
le lieu de décharge du
béton excédentaire est conséquemment situé à mi-distance entre les extrémités
première et seconde
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du racloir 203a, 203b là où se rencontrent les lames 221, 224. Le béton
excédentaire peut
conséquemment être acheminé vers le lieu de décharge du béton excédentaire qui
est situé
centralement le long du racloir 203, où il peut-être pelleter par le
travailleur affecté à la pelle pour
être répandu sur le sol aux endroits ou le béton n'a pas été nivelé. Si
l'organe de poignée 213 est
assez long, le travailleur qui tire sur le racloir ne nuira pas au travailleur
affecté à la pelle pendant
l'opération. Comme pour les deux premières réalisations, la position du béton
excédentaire est
prévisible car il est acheminé par la vrille 218 et peut conséquemment être
réaffecté par le travailleur
maniant la pelle.
Il faut noter que le racloir 203 selon cette troisième réalisation ne comprend
aucune
ouverture de décharge du béton excédentaire puisque tout le béton est dirigé
vers le centre du racloir
203 où il sera ramassé à la pelle.
Cette réalisation est pratique lorsqu'il n'y a pas de travailleur affecté à la
pelle. Dans ce cas,
le travailleur qui tire sur le racloir peut tirer sur le racloir et s'arrêter
pour ramasser le béton
excédentaire quand une quantité suffisante s'est accumulée, le béton
excédentaire se trouvant
littéralement à ses pieds le long du racloir 203.
La niveleuse à béton 200 comprend au surplus un dispositif de niveau 230 monté
au racloir
203. Plus particulièrement, le dispositif de niveau 230 inclut des capteurs
lasers 233, 236 pour
coopérer avec un niveau laser externe 239, de construction connue, afin
d'aplanir la surface de béton
à l'angle voulu, normalement de façon horizontale. Les capteurs laser sont
montés à une hauteur
ajustable aux tiges de support des capteur lasers 242, 245 qui sont elles-
mêmes attachées au racloir
203 aux extrémités première et seconde 203a, 203b de ce dernier.
Les figures 8 et 9 montrent une niveleuse à béton 250 d'après une quatrième
réalisation de
l'invention, qui est semblable aux niveleuses 20, 150 et 200 des trois
premières réalisations sauf tel
que noté ci-après.
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La niveleuse à béton 250 est particulièrement similaire à la niveleuse à béton
100 de la
troisième réalisation, en ce sens qu'elle comprend un racloir 253 supportant
une vrille 256 ayant une
paire de lames hélicoïdales 259, 262 qui ont des inclinaisons opposées pour
acheminer le béton vers
un lieu de décharge du béton excédentaire qui est situé centralement le long
du racloir 203. Dans
cette quatrième réalisation, la niveleuse à béton 250 comprend un convoyeur à
béton transversal 265
supporté par le racloir 253 au lieu de décharge du béton excédentaire, bien
qu'il puisse également
être supporté par l'organe de poignée 268.
Plus particulièrement, le convoyeur à béton transversal 265 comprend un
dispositif
d'évacuation du béton excédentaire qui inclut une combinaison d'une
orientation d'inclinaison des
lames hélicoïdales avec un organe de vis transversal conique rotatif 271
alimenté et disposé
transversalement à la vrille 256 et au centre de celle-ci pour acheminer le
béton transversalement en
amont et au loin de la vrille 256. En effet, alors que le béton sera acheminé
vers la position
d'évacuation du béton excédentaire, il s'engagera dans l'organe de vis
transversal 271 pour être
éloigné en amont de la vrille 256. Le travailleur affecté à la pelle (ou le
travailleur qui tire sur le
racloir s'il n'y a pas de travailleur affecté à la pelle) peut conséquemment
pelleter le béton le long et
en amont de l'organe de vis transversal 271, essentiellement à un endroit
unique auprès du racloir
253, afin de le répartir sur la surface à niveler.
L'organe de vis transversal 271 aide à éviter l'accumulation de béton auprès
de et contre la
plaque de poussée du béton du racloir 274, ce qui nuirait à la progression du
racloir 253.
L'organe de vis transversal 271 est tourné au moyen d'un filet 277 dont
l'arbre 280 de la
vrille 256 est muni qui engage de façon opératoire un arbre d'engrenage 283 de
l'organe de vis
transversal 271, avec l'arbre d'engrenage 283 qui est monté de façon rotative
à la plaque de poussée
du béton 274. L'organe de vis 271 tourne conséquemment de façon simultanée
avec la vrille 256.
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Un des avantages des niveleuses à béton portables de chacune des réalisations
de la présente
invention est conséquemment qu'elles permettent d'acheminer le béton
excédentaire en amont du
racloir vers un lieu de décharge du béton excédentaire qui est situé à un
endroit déterminé le long du
racloir allongé. Le béton excédentaire peut conséquemment être géré à cet
endroit par un travailleur
affecté à la pelle. Cet avantage est particulièrement important dans le cas
d'une niveleuse à béton
portable parce que (1) le travailleur qui tire sur le racloir ne sera pas
capable de tirer sur le racloir si
une quantité excessive de béton s'accumule en amont du racloir, faciliter
l'élimination de l'excès de
béton aide donc à prévenir ce problème; (2) le travailleur affecté à la pelle
n'aura pas à bouger
continuellement autour du travailleur qui tire sur le racloir pendant le
processus de nivellement
lo puisque le béton excédentaire sera éliminé à un endroit unique et
prévisible; et (3) il est beaucoup
plus facile de pelleter et gérer le béton excédentaire s'il est concentré à un
seul endroit que d'avoir à
gérer des accumulations de béton plus petites réparties inégalement en amont
du racloir.
Un autre avantage de la présente invention est que la vrille aide à tirer
manuellement le
racloir en prévenant que l'accumulation de béton excédentaire ne porte contre
la plaque de poussée
nuisant ainsi à la progression du racloir.
Il faut noter que les avantages mentionnés ci-dessus sont liés à l'utilisation
d'une vrille pour
acheminer le béton excédentaire vers un lieu prédéterminé de décharge du béton
excédentaire du
racloir sur une niveleuse à béton portable.
