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BENNE POUR VEHICULE DE COLLECTE DE DECHETS AVEC COMPACTION
AMELIOREE
Domaine technique de l'invention
L'invention concerne le domaine des bennes de collecte de déchets (BCD), c'est-
à-dire
des véhicules utilisés pour la collecte et le transport de déchets (par
exemple, déchets
ménagers, déchets encombrants, déchets recyclables) dont le chargement
s'effectue soit
par conteneurs à déchets, soit à la main. Une BCD comprend un châssis-cabine
sur
lequel est montée une superstructure ; cette superstructure comprend un
caisson pour la
collecte de déchets. Plus particulièrement, l'invention concerne un nouveau
mécanisme
de compactage (ou compaction) pour déchets destiné aux BCD à chargement
arrière. Elle
concerne également un procédé de compactage utilisant ce nouveau mécanisme, et
une
benne de collecte de déchets équipé de ce nouveau mécanisme.
Etat de la technique
Les bennes de collecte de déchets (BCD) à chargement arrière font l'objet de
la norme
européenne EN 1501-1 (2011) Bennes de collecte de déchets ¨ Exigences
générales
et exigences de sécurité ¨ Partie 1 : Bennes à chargement arrière .
En général, les BCD se basent sur un châssis-cabine standard, sur lequel est
adaptée la
superstructure incluant le caisson équipé d'un mécanisme de compactage des
déchets.
Ces châssis-cabine sont souvent conçus pour un poids total autorisé en charge
(PTAC)
important, par exemple de 12 à 26 tonnes ; sachant que chaque vidage de la BCD
interrompt le circuit de ramassage, on cherche toujours à agrandir la capacité
de la BCD
et son PTAC pour pouvoir diminuer la fréquence du vidage, tout en veillant à
la
navigabilité du BCD dans les rues dans lesquelles s'effectue le ramassage.
On connaît de nombreux mécanismes de compactage pour de telles bennes.
Le brevet EP 0 514 355 B1 (Farid Industrie) décrit un dispositif de plaque
mobile fixée sur
un dispositif télescopique qui compacte les déchets dans une benne ; ce
compactage est
faible. Le brevet EP 0 637 555 B1 (Valle Teiro Eurotec) décrit une pelle de
compactage
articulée dont le déplacement est assuré par un système de vérin hydraulique
et de bielle.
La demande de brevet FR 2 945 284 Al (Gillard) décrit un autre système de
compactage
à pelle articulée.
Date Reçue/Date Received 2020-04-23
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Les brevets US 5,076,159 et EP 0 463 189 B1 (Valle Teiro) décrivent des pelles
de
compactage articulées sur des bras montés rigides ou coulissants sur un
chariot mobile.
Le document EP 0 659 659 A1 (CEB Costruzioni Ecologiche Bergomi) décrit une
pelle de
compactage qui se déplace sur un vérin et dont la longueur est réglable par
vérin. Ce
système est souple et mobile mais lourd.
On connaît de la demande de brevet EP 2 366 639 A1 (Tecme) un caisson avec un
dispositif de compaction comprenant une pelle articulée et mue par un
mécanisme
comprenant une bielle. La pelle articulée comprend une pelle supérieure montée
sur le
caisson de manière pivotante autour d'un premier axe droite-gauche et
présentant une
face de foulonnage supérieure des déchets, et une pelle inférieure montée sur
la pelle
supérieure de manière pivotante autour d'un second axe droite-gauche, et
présentant
face de foulonnage inférieure des déchets. Dans la position déployée, les
faces de
foulonnage font face à un tablier avant, ledit tablier avant étant monté de
manière
coulissante sur le caisson et destiné à se déplacer en arrière pour se
rapprocher des
pelles inférieure et supérieure, lorsque ces dernières sont en position
déployée, afin de
compacter les déchets en les pressant contre la surface de foulonnage de la
pelle. Par
ailleurs, lors du vidage du caisson, le tablier arrière est utilisé comme
fouloir pour évacuer
efficacement les déchets par l'arrière malgré la rupture de pente importante
(de l'ordre de
40 ) prévue à l'arrière du fond du caisson. La présence du tablier arrière
présente
l'inconvénient d'ajouter un poids important au caisson.
La demande de brevet EP 2 384 999 A1 (Novarini) décrit un bâti équipé d'une
pelle
articulée avec vérins, montée sur un chariot destiné à être déplacé selon une
direction
avant-arrière par rapport au caisson. La compaction des déchets se fait entre
les surfaces
de poussée des pelles supérieure et inférieure déployées et la paroi avant du
bâti. Le bâti
est un caisson d'une benne de collecte de déchets.
Cependant, l'angle de rotation de la pelle supérieure étant très faible, la
pelle supérieure
ne contribue pas au compactage des déchets, mais sert essentiellement à mettre
la partie
inférieure de la pelle en position de compactage. C'est donc la pelle
inférieure qui est
dimensionnée pour réaliser le compactage. Ainsi, la pelle inférieure est de
dimensions
importantes, de même que les vérins l'actionnant. L'ensemble présente donc un
poids
important.
Date Reçue/Date Received 2020-04-23
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La demanderesse a trouvé que les systèmes de compactage selon l'état de la
technique
ne sont pas optimisés pour les BCD de petite taille. En effet, à côté des BCD
de grande
taille, il existe un réel besoin pour des BCD de taille plus réduite. Ce
besoin existe
notamment pour des petites municipalités, ou dans des municipalités présentant
des rues
étroites et/ou en pente, par exemple dans des villages de montagne.
La demanderesse a constaté que les dispositifs de l'état de la technique
présentent des
inconvénients lorsque l'on cherche à les utiliser pour des BCD légères, qui
sont de taille,
volume et masse réduits. Un inconvénient est qu'ils ne permettent pas un
compactage
assez efficace. Un autre inconvénient est qu'ils sont trop lourds par rapport
à la charge
utile du caisson. En effet, lors de la conception d'une BCD légère, par
exemple d'un BCD
comportant une superstructure montée sur un châssis-cabine standard conçu pour
un
PTAC de 7,5 ou de 9 t, il faut réduire autant que possible la masse de la
superstructure
afin d'augmenter la charge utile du caisson par rapport au PTAC. Cette charge
utile du
caisson dépend, d'une part, de son volume, et d'autre part, de la capacité de
compactage
du système de compactage. Le troisième facteur qui détermine de
dimensionnement est
la contrainte de stabilité de la BCD en toutes circonstances.
Le problème que la présente invention cherche à résoudre est donc de fournir
un
mécanisme de compactage pour BCD qui soit efficace mais léger, et qui soit
particulièrement adapté aux caissons des BCD légers, c'est-à-dire avec un PTAC
n'excédant pas 10 t, et de préférence n'excédant pas 7,5 t.
Objets de l'invention
Un premier but de l'invention est de fournir un mécanisme de compactage pour
BCD à
chargement arrière qui permet un compactage amélioré, sans alourdir la
superstructure.
Un autre but de l'invention est de fournir un mécanisme de compactage pour BCD
à
chargement arrière qui ne gêne pas le vidage du caisson par basculement.
Un autre but de l'invention est de fournir un caisson pour BCD à chargement
arrière
pourvu d'un mécanisme de compactage amélioré, qui, grâce à une adaptation
judicieuse
de l'un à l'autre, permet un compactage plus efficace, sans alourdir la
superstructure.
Un autre but de l'invention est de fournir un caisson pour BCD à chargement
arrière,
pourvu d'un mécanisme de compactage amélioré, qui peut être monté sur un
châssis
standard de camion de PTAC inférieur ou égal à 10 t, et de préférence d'un
PTAC de 9 t
ou de 7,5 t.
Date Reçue/Date Received 2020-04-23
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Encore un autre but de l'invention est de fournir un caisson pour BCD à
chargement
arrière pourvu d'un mécanisme de compactage amélioré qui, grâce à une
adaptation
judicieuse de l'un à l'autre, permet une vidage par basculement tout en
assurant une
stabilité parfaite de la BCD.
Encore un autre but est de proposer un procédé amélioré de compactage de
déchets
dans une BCD.
Encore un autre but est de proposée un procédé amélioré de vidage par
basculement
d'une BCD.
Ces buts sont atteints par les objets de la présente invention. Afin de
remédier au moins
en partie aux inconvénients des systèmes de compactage connus, il est proposé
un
système de compactage de déchets comportant un bâti comportant une paroi
avant, un
chariot destiné à être déplacé selon une direction avant-arrière par rapport
au bâti, une
pelle supérieure montée sur le chariot de manière pivotante autour d'un
premier axe
droite-gauche, appelé axe Al, et présentant une face de foulonnage supérieure
des
déchets, et une pelle inférieure montée sur la pelle supérieure de manière
pivotante
autour d'un deuxième axe droite-gauche, appelé axe A2, et présentant une face
de
foulonnage inférieure des déchets, lesdites pelles supérieure et inférieure
étant destinées
à prendre une position déployée vers le bas dans laquelle leurs faces de
foulonnage font
face à la paroi avant ; ledit chariot étant destiné à être déplacé vers
l'avant lorsque les
pelles supérieure et inférieure sont en position déployée, de manière à
compacter les
déchets entre les faces de foulonnage et la paroi avant ; ledit système de
compactage
étant caractérisé en ce que, dans la position déployée, la projection de la
face de
foulonnage supérieure sur le plan perpendiculaire à la direction avant-
arrière, appelé plan
transverse, présente une surface supérieure ou égale à la projection de la
face de
foulonnage inférieure sur le plan transverse.
Grâce cette invention, la pelle supérieure contribue pleinement au compactage
contrairement à la pelle supérieure du document EP 2 384 999 Al où sa petite
taille et
son inclinaison faible dans la position déployée ne lui permettent pas de
contribution au
compactage autre qu'anecdotique. Le fait que la pelle supérieure contribue
pleinement au
compactage permet de réduire la taille et le poids de la pelle inférieure. En
outre, la
présence d'un tablier avant coulissant est évitée, ce qui permet de réduire le
poids du
système de compactage.
Date Reçue/Date Received 2020-04-23
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Le système de compactage selon l'invention peut être réalisé de manière à ce
que, dans
la position déployée, la projection de la face de foulonnage supérieure sur le
plan
transverse présente une surface comprise entre une fois et une fois et demie
la surface
5 de la projection de la face de foulonnage inférieure sur le plan
transverse.
Dans un mode de réalisation, la face de foulonnage supérieure présente une
surface
supérieure ou égale à la face de foulonnage inférieure ; cette surface est
avantageusement comprise entre une fois et une fois et demi la face de
foulonnage
inférieure.
Si la surface de foulonnage de la pelle inférieure est trop petite, elle ne
pourra plus remplir
efficacement son rôle qui consiste à balayer le volume le plus profond ou
reculé du
caisson. Si elle est trop grande, la contribution de la pelle supérieure au
compactage n'est
pas optimale.
Dans un autre mode de réalisation, qui peut être combiné avec les autres modes
de
réalisation, la pelle supérieure est conçue de manière à pouvoir prendre une
position dans
laquelle l'axe A2 est pivoté autour de l'axe Al d'un angle y (gamma) par
rapport à la
direction avant-arrière, positif vers le haut et négatif vers le bas, ledit
angle gamma étant
supérieur ou égal à -25 , et dans lequel, dans la position haute de la pelle
inférieure,
l'extrémité arrière de la face de foulonnage inférieure est pivotée d'un angle
a (alpha) par
rapport au plan défini par les axes Al et A2, positif vers le haut et négatif
vers le base,
l'angle alpha étant supérieur ou égal à 00, et de préférence compris entre 20
et 40 , et
encore plus préférentiellement entre 25 et 350. Avantageusement, la pelle
inférieure peut
parcourir, de butée à butée, un angle d'au moins 750, et de préférence d'au
moins 80 .
Le déplacement du chariot peut être assuré par au moins un vérin
d'actionnement du
chariot présentant une extrémité arrière fixée à l'arrière du chariot et une
extrémité avant
destinée à être fixée au bâti, devant le chariot.
Le système de compactage selon l'invention comporte avantageusement au moins
un
vérin d'actionnement de la pelle supérieure présentant une extrémité avant
montée sur le
chariot de manière pivotante autour d'un troisième axe droite-gauche, appelée
axe A3,
plus élevé selon une direction bas-haut que l'axe Al, et une extrémité arrière
montée sur
la pelle supérieure de manière pivotante autour d'un quatrième axe droite-
gauche, appelé
axe A4, plus élevé selon la direction bas-haut que l'axe A2.
Date Reçue/Date Received 2020-04-23
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Le système de compactage comporte avantageusement au moins un vérin
d'actionnement de la pelle inférieure présentant une extrémité avant montée
sur la pelle
supérieure de manière pivotante autour d'un cinquième axe droite-gauche,
appelé
axe A5, plus élevé selon la direction bas-haut que l'axe A2 et situé à l'avant
de l'axe A4,
et une extrémité arrière montée sur la pelle inférieure de manière pivotante
autour d'un
sixième axe droite-gauche, appelé axe A6.
Avantageusement, le chariot, la pelle supérieure et la pelle inférieure sont
réalisés à plus
de 95% en poids en aluminium, à l'exception des vérins et leurs bras et des
axes de
rotation. Avantageusement, le caisson est réalisé à plus de 95% en aluminium,
hormis les
vérins et leurs bras, les axes de rotation, les points d'attache et les moyens
manuels de
verrouillage du portillon. De préférence, les parois latérales sont en
profilés d'aluminium à
double peau, le fond du caisson est en tôle d'aluminium (éventuellement
renforcé par
dessous de profilés d'aluminium), et le caisson est bordé d'un profilé
périphérique en
aluminium.
Un autre objet de l'invention est une benne de collecte de déchets, comportant
un caisson
destiné à stocker les déchets, le caisson comportant une paroi avant, et
ladite benne
comportant un système de compactage des déchets stockés dans le caisson selon
l'invention, dans lequel le bâti est formé par le caisson.
Ledit caisson comporte deux parois latérales présentant à leur sommet
respectivement
deux longerons-coulisse dans lesquels le chariot est destiné à coulisser.
Selon un mode de réalisation avantageux, le chariot comporte une pluralité de
patins, et
plus précisément comporte de chaque côté au moins un patin d'appui, de
préférence au
moins un en haut et au moins un en bas, et au moins patin de guidage latéral
fixés au
chariot et destiné à coopérer avec le bâti pour guider le chariot dans son
mouvement et
pour éviter un grippage de ce déplacement avant ¨ arrière. Chaque patin glisse
sur une
surface de l'un des longerons-coulisse.
Dans un mode de réalisation avantageux de la benne de collecte de déchets
selon
l'invention, ledit caisson comporte un fond présentant une partie centrale et
une partie
arrière inclinée de manière à partir de la partie centrale et à s'élever vers
l'arrière.
Avantageusement, la partie arrière est inclinée d'au moins 12 et d'au plus 25
, et encore
plus avantageusement cet angle d'inclinaison par rapport à l'horizontale est
compris entre
17 et 23 . Une valeur de 20 est très avantageuse. Le fond du caisson
comporte une
partie avant inclinée de manière à partir de la partie centrale et à s'élever
vers l'avant.
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Encore un autre objet de l'invention est un procédé de compactage de déchets
utilisant
une benne de collecte de déchets selon l'invention, comportant :
(a) le placement du chariot, de la pelle supérieure et de la pelle inférieure
dans une
position dégagée, dans laquelle le chariot est dans une position arrière, la
pelle
supérieure est dans une position haute par rapport au chariot, et la pelle
inférieure est dans une position haute par rapport à la pelle supérieure,
(b) le pivotement de la pelle inférieure depuis sa position haute jusqu'à une
position
basse,
(c) alors que la pelle inférieure est dans sa position basse, le pivotement de
la pelle
supérieure de sa position haute jusqu'à une position basse, de sorte que les
pelles supérieure et inférieure soient dans la position déployée vers le bas,
(d) alors que les pelles supérieure et inférieure sont dans la position
déployée vers
le bas, le déplacement du chariot jusqu'à une position avant.
Selon le niveau de remplissage du caisson en déchets à compacter, le
compactage peut
avoir lieu pendant les étapes (b), (c) et/ou (d).
Cette séquence peut être exécutée de manière strictement séquentiel, dans
laquelle
l'achèvement d'une étape déclenche le début de l'étape. A titre d'exemple, la
butée
inférieure de la pelle inférieure en fin de l'étape (b) peut déclencher,
moyennant un
automatisme hydraulique approprié, le début de l'étape (c), à savoir la
fermeture de la
pelle supérieure. Cette séquence peut également être réalisée de manière à ce
que deux
étapes successives se chevauchent partiellement.
Dans un mode de réalisation de ce procédé, dans la position haute de la pelle
supérieure,
l'axe A2 est pivoté autour de l'axe Al d'un angle gamma par rapport à la
direction avant-
arrière, positif vers le haut et négatif vers le bas, l'angle gamma étant
supérieur ou égal à
-25 , et dans lequel, dans la position haute de la pelle inférieure,
l'extrémité arrière de la
face de foulonnage inférieure est pivoté d'un angle gamma par rapport au plan
défini par
les axes Al et A2, positif vers le haut et négatif vers le bas, l'angle alpha
étant supérieur
ou égal à 0 et de préférence compris entre 200 et 40 , et encore plus
préférentiellement
entre 25 et 350
.
Dans un autre mode de réalisation qui peut avantageusement être combiné avec
le
précédent, la pelle supérieure est destinée à prendre une position dans
laquelle l'axe A2
est pivoté autour de l'axe Al d'un angle béta par rapport à la direction avant-
arrière,
positif vers le haut et négatif vers le bas, l'angle béta étant inférieur ou
égal à -50 et de
préférence à -550. Avantageusement, le procédé est conduite de manière à ce
que, lors
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du pivotement de la pelle supérieure, la pelle inférieure longe la partie
arrière du fond du
caisson en restant à moins de 60 cm, mais à plus de 10 cm de cette partie
arrière. De
même, avantageusement, le procédé est conduit de manière à ce que, lors du
pivotement
de la pelle supérieure, la pelle inférieure se rapproche du fond à une
distance comprise
entre 10 et 40 cm. Si cette distance est trop grande, une partie des déchets
n'est pas
compactée. Si elle est trop faible, il y a un risque que la pelle attrape des
objets denses et
incompressibles (tels que des pierres, des pièces de fonderie (tels que des
carters de
moteurs), diverses pièces métalliques) et les entraîne vers l'avant en
endommageant la
surface du fond du caisson.
Description
1. Définitions
Nous entendons par benne de collecte de déchets (BCD) un véhicule utilisé
pour la
collecte et le transport de déchets (par exemple, déchets ménagers, déchets
encombrants, déchets recyclables dont le chargement s'effectue soit par
conteneurs à
déchets, soit à la main. Un BCD comprend un châssis-cabine sur lequel est
montée une
superstructure.
Nous entendons par BCD à chargement arrière une BCD dans laquelle les
déchets
sont chargés dans le caisson par l'arrière.
Nous entendons par caisson la partie de la superstructure dans laquelle
les déchets
collectés sont transportés.
Nous entendons par cabine une enceinte montée sur le châssis à l'avant de
la
superstructure et qui abrite le poste de conduite de la BCD à chargement
arrière.
Nous entendons par superstructure l'assemblage de tous les composants
fixés sur le
châssis-cabine de la BCD et incluant le caisson.
Nous entendons par capacité de la BCD le volume interne disponible pour
les
déchets.
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Nous entendons par mécanisme de compactage le mécanisme permettant de
compacter et/ou transférer les déchets dans le caisson.
Nous entendons par système de déchargement le mécanisme et le mouvement
permettant de vider le caisson.
Nous entendons par système à basculement un moyen de vidage du caisson par
son
basculement.
Nous entendons ici par lève-conteneurs (*) un mécanisme fixé sur une BCD
pour le
chargement de déchets dans son caisson.
Nous entendons par lève-conteneurs pour conteneurs à déchets un mécanisme
installé sur une BCD pour le vidage des conteneurs à déchets prévus.
Nous entendons par lève-conteneurs à déchets intégré (*) un lève-
conteneurs pour
conteneurs à déchets conçu pour être fixé de manière permanente sur le caisson
de la
BCD.
Nous entendons par système de préhension (*) la ou les partie(s) du lève-
conteneurs
destinée(s) à être en contact avec le conteneur à déchets pour recevoir sa
partie
correspondante aux fins de préhension, de levage et de vidage.
Nous entendons par système de préhension par peigne (*) une rangée
horizontale de
dents orientées vers le haut et un système de verrouillage destiné à retenir,
pendant le
vidage, le conteneur à déchets.
Nous entendons par zone fonctionnelle (*) l'espace couvert par les
mouvements du
lève-conteneurs et du ou des conteneurs à déchet prévu lorsqu'ils sont levés
par un lève-
conteneurs.
Nous entendons par cycle de vidage du conteneur à déchets la succession de
séquences requises pour saisir, lever, basculer et vider le conteneur à
déchets prévu et le
reposer à terre.
Ces définitions sont issues des normes européennes EN 1501-1 (2011) ou (*) EN
1501-5
(2011), connues de l'homme du métier.
Date Reçue/Date Received 2020-04-23
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Nous entendons par ripeur un éboueur travaillant à l'arrière de la benne.
Le terme aluminium comprend les alliages d'aluminium.
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2. Figures
Les figures 1 à 14 illustrent différents modes de réalisation de l'invention.
10 La figure 1 montre une vue en perspective d'une benne de collecte de
déchets selon
l'invention.
La figure 2 montre une vue en perspective du caisson de la benne de collecte
de déchets
selon l'invention, la paroi latérale droit étant enlevée.
Les figures 3 et 4 montrent une vue en coupe du caisson selon l'invention avec
le
mécanisme de compactage selon l'invention. La figure 3 illustre plus
particulièrement la
surface latérale balayée par la pelle en cycle de compactage ; alors que la
figure 4 illustre
plus particulièrement la position de la pelle supérieure et inférieure en
position déployée.
La figure 5 montre le mécanisme de compactage selon l'invention, en vue
éclatée
(figure 5a) et assemblé (figure 5b).
La figure 6 montre un cycle complet de compactage.
La figure 7 montre le vidage du caisson. La figure 7a monte plus
particulièrement la
position du mécanisme de compactage pour préparer le vidage, la figure 7b
monte plus
particulièrement le basculement du caisson lors du vidage.
La figure 8 monte une vue du dessus du mécanisme de compactage.
La figure 9 montre un agrandissement de la partie haute du caisson, pour
illustrer
notamment le longeron-coulisse dans lequel le chariot du mécanisme de
compactage
selon l'invention est destiné à coulisser.
Les figures 10 et 11 montrent un agrandissement de la partie basse du caisson,
pour
illustrer une fonction du profilé périphérique grâce auquel le caisson résiste
à la pression
interne du compactage.
La figure 12 montre un agrandissement de l'assemblage entre la paroi latérale
et la paroi
avant du caisson à l'aide du profilé périphérique.
Les figures 13 et 14 montrent un mécanisme de lève-conteneurs qui présente de
nombreux avantages avec une BCD selon l'invention.
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Liste des repères utilisés sur les figures :
1 Benne de collecte de déchets
2 Caisson
3 Lève-conteneurs
4 Châssis
Cabine
20,21 Vérin de chariot
22 Chariot coulissant
23,24 Bielle-palette
25 Pelle inférieure
26,27 Vérin de pelle inférieure
28,29 Vérin de bielle-palette de la pelle supérieure
30 Toit
31,32 Longeron-coulisse
33 Longeron avant
34,35 Fixation du vérin de chariot
36,37 Axe du vérin de chariot
38 Pelle supérieure
40 Fond de caisson (partie avant)
41 Fond de caisson (partie centrale)
42,43 Paroi latérale
44 Paroi avant
45 Portillon
46 Fond de caisson (partie arrière)
47,48 Vérin de portillon
50,51 Partie latérale du portillon
52 Partie centrale du portillon
53,54,55,56 Moyens manuels de verrouillage
57,58 Poignée de maintien
59 Point d'articulation pour le vérin de levée de caisson
60 Chaise
61,62 Montant
63,64 Bras principal
65,66 Bras auxiliaire
67 Pince
68 Peigne
72 Vérin de rotation
73,74 Point d'attache pour vérin de levée
75,76 Point d'attache pour la rotation du bras principal
79 Butée inférieure de la chaise
80 Profilé périphérique
81 Rail de guidage latéral
82 Panneau double-peau
83 Surface d'appui interne
84 Surface d'appui externe
85 Profile de glissière
86 Bombement de renfort
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87 Surface de la liaison avec la paroi
88 Tôle plancher
89 Rebord extérieur
90 Traverse
91 Moyen d'interconnexion mécanique
93 Zone inférieure d'appui des patins de chariot
94 Zone supérieure d'appui des patins de chariot
95 Surface d'appui oblique
96 Zone de soudure bouchon
100 Point d'attache du vérin de la pelle supérieure et sur la
pelle
supérieure
102 Point d'attache du vérin de la pelle supérieure sur le
chariot
103 Point d'attache du vérin de chariot sur le chariot
105 Point d'attache du vérin de pelle inférieure sur la pelle
supérieure
107 Point d'attache du vérin de la pelle inférieure sur la
pelle inférieure
110 Volume balayé par la fermeture de la pelle inférieure
111 Volume balayé par la fermeture de la pelle supérieure
112 Volume balayé par l'avancement du chariot
115 Point de rotation de la pelle inférieure par rapport à la
pelle supérieure
123,124,125 Åme
127,128,129 Tôle de caisonnage
134 ¨ 138 Åme
150 Vérin de levée du caisson
151 Vérin d'assistance à la descente
160 Patin supérieur d'appui
161,162 Patin d'appui latéral
163 Patin inférieur d'appui
170,171 Baguettes de protection
190 Système de compactage
210 face de foulonnage supérieure
211 Face de foulonnage inférieure
220 Projection de la face de foulonnage supérieure
221 Projection de la face de foulonnage inférieure
240 Face extérieure de la peau interne
241 Face extérieure de la peau externe
242 Glissière du profilé de renforcement 80
243,244 Face en vis-à-vis de la glissière 242
245 Corniche
250 Paroi de séparation des alvéoles
289 Côté interne de la glissière
290 Fond de la glissière
291 Alvéole longitudinale du fond
300 Côté supérieur du profilé de glissière 85
301 Côté inférieur du profilé de glissière 85
302 Fond du profilé de glissière 85
303 Glissière du profilé de glissière 85
304 Patte inférieure
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Copie Annotée
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Les lettres A1, A2, A3, A4, A5, A6, A11, Al2, A13, A14, A15 et A16 désignent
des axes.
Les lettres D12, D13, D24 et D34 désignent des distances entre axes.
3. Description détaillée
La figure 1 montre la BCD 1 selon l'invention. Elle comprend typiquement un
châssis 4
avec une cabine 5 et une superstructure comportant le caisson 2, un lève-
conteneurs 3 et
un système de compactage.
Dans le cadre de la présente invention, on préfère que le caisson 2, comme
toute la
superstructure soit allégé autant que possible, afin d'augmenter la charge
utile du caisson
par rapport au poids total du véhicule. Cependant, la BCD 1 doit rester
suffisamment
rigide et robuste. Ce problème devient particulièrement aiguë lorsque l'on
choisit d'utiliser
pour la superstructure, et notamment pour le caisson, des matériaux plus
légers que
l'acier, et notamment l'aluminium. A titre d'exemple, il faut éviter que le
compactage des
déchets ne conduise à la déformation des parois du caisson.
La figure 2 montre le caisson 2 selon l'invention. Le fond du caisson 2
comprend trois
parties : une partie centrale 41, sensiblement horizontale, une partie avant
40 et une
partie arrière 46. Par ailleurs, le caisson 2 comporte des parois latérales
42,43, une paroi
avant 44 et un portillon 45 à l'arrière. Les parois latérales 42,43 présentent
à leur sommet
respectivement, des baguettes de protection 170,171 et des longerons-coulisse
31,32,
dans lesquels le chariot coulissant 22 est destiné à coulisser, et dans
laquelle chaque
patin 160,161,162 glisse dans l'un des longerons-coulisse 31,32. Le portillon
45 est conçu
pour permettre un chargement manuel de la benne, ce qui offre une plus grande
souplesse d'utilisation. A cette fin, le portillons comporte trois parties
50,51,52. L'axe de
rotation des différentes parties 50,51,52 du portillon 45 est commun. En
position de
chargement manuel de la benne on n'ouvre que la partie centrale 52 et les
parties
latérales 50,51 restent fermées. Cela préserve l'accès pour les ripeurs aux
poignées de
maintien 57,58. En position de vidage, on rabat les trois parties 50,51,52 du
portillon à
l'aide des vérins 47,48: chaque vérin 47,48 n'agit que sur l'une de parties
latérales 50,51,
alors que la force est transmise à la partie centrale par les moyens de
verrouillage 54,55
qui doivent être actionnés manuellement. Un verrou 53,56 entre chaque partie
latérale et
le flanc du caisson permet d'assurer une meilleure sécurité contre l'ouverture
intempestive du portillon 45 en situation de collecte des déchets.
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Dans un mode de réalisation avantageux, le caisson est fabriqué en demi-
produits en
alliage d'aluminium. Comme montré sur les figures 9 à 12, les parois latérales
42,43, la
paroi avant 44 et le toit 30 sont formées de panneaux double-peau 82, de
préférence à
partir de profilés en alliage d'aluminium conçus pour être assemblés par
clipsage. Ces
profilés sont enchâssés en haut et en bas dans un profilé périphérique 80 qui
assure le
transfert d'une partie des forces exercées de l'intérieur par le système de
compactage sur
le fond, sur l'avant et sur le haut du caisson vers les parois du caisson 2.
Dans ce mode
d'assemblage on n'a pas besoin de souder entre eux les profilés pour assurer
la rigidité
mécanique requise. Cependant, il peut être avantageux de les relier par
soudage sur une
hauteur de quelques décimètres afin d'assurer une étanchéité contre l'eau et
le lixiviat. Ce
joint de soudure (non montré sur les figures) s'effectue entre deux bords de
profilés
adjacents. Dans le même but, on peut effectuer un joint de soudure continu
entre la tôle
de fond 40,41,46 et les parois latérales et frontal côté intérieur de la
benne. Dans un
mode de réalisation avantageux, la tôle de fond 40,41,46 n'arrive pas en butée
des
éléments qui constituent les parois verticales 42,43, 44, mais s'arrête à
quelques
millimètres desdits éléments ; cela permet de relier par un seul joint de
soudure à la fois la
tôle de fond 40,41,46, le profilé périphérique 80 et les éléments constituant
les parois
verticales.
De manière plus précise, les cloisons formant les parois latérales 42,43, la
paroi avant 40
et possiblement aussi le toit 30 comportent :
- une paroi double-peau 42, 43 présentant deux faces extérieures dos-à-dos
220,
221,
- un profilé longitudinal de renforcement 80 en U comportant :
-- deux côtés 89, 289 et un fond 290 les reliant de manière à définir une
glissière
longitudinale 222, les côtés 89, 289 présentant des faces en vis-à-vis 223,
224
définissant la largeur de la glissière 222,
-- une corniche 225 se projetant depuis un des côtés 289, appelé côté interne,
et
présentant une surface d'appui interne 83,
et sont caractérisées en ce que la paroi double-peau 42,43 est insérée dans la
glissière 222 de manière que les faces extérieures 220, 221 soit
respectivement plaquées
contre les faces en vis-à-vis 223, 224.
L'utilisation de l'aluminium allège le caisson et contribue ainsi de manière
significative à
atteindre les buts de l'invention. Les alliages d'aluminium, judicieusement
choisies pour
l'usage dans des véhicules industriels, résistent aussi très bien à la
corrosion, sachant
que le lixiviat des déchets et en général un liquide particulièrement
corrosif.
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La tôle de fond 41,41,46 est avantageusement également en alliage d'aluminium.
Un
profilé périphérique 81 en alliage d'aluminium entoure les parois latérales
42,43 et la paroi
avant ; il est essentiel pour assurer au caisson 2 la rigidité mécanique
nécessaire pour
supporter la pression interne exercée par le système de compactage. Le toit 30
est fixe.
Pour la paroi avant 44, les profilés formant les panneaux double-paroi 82 sont
de
préférence positionnés avec leur sens long horizontalement, alors que pour les
parois
latérales 42,43, ils sont emboités verticalement dans ledit profilé
périphérique 80.
La partie avant du fond du caisson 46 comporte un panneau double-peau (du même
type
que celui 82 utilisé pour la paroi latérale 42,43 du caisson), et au-dessus
une tôle.
L'utilisation d'aluminium pour les parois et le fond du caisson permet une
réparation aisée,
notamment par soudage, de zones endommagées ; il n'y a pas besoin de protéger
ces
zones par peinture contre la corrosion, si les alliages choisis sont bien
adaptés à l'usage
dans des véhicules industriels.
La figure 8 montre une vue du haut de la benne selon l'invention, et illustre
la construction
de la pelle et du chariot. Une pluralité de traverses (non montrées sur les
figures) sont
reliées par des âmes (123,124,125 pour la pelle inférieure 25, 136,137,138
pour la pelle
supérieure 38, et 134,135 pour le chariot 22). Une pluralité de tôles de
caissonnage
(127,128,129) assurent la rigidité en torsion. On note que sur chaque côté,
les axes du
vérin de bielle-palette de la pelle supérieure 28,29 et du vérin de pelle
inférieure 26,27
sont parallèles et ne coïncident pas. Ce mode de réalisation de l'invention,
qui est très
préféré, permet déployer la force des vérins de manière plus efficace.
Plus précisément, l'implantation de ces vérins en géométrie désaxée
parallèle
présente plusieurs avantages : l'angle parcouru par chacune des pelles est
maximisé, les
efforts engendrés au bout de chaque pelles est maximisé, les efforts engendrés
en
interne aux points d'attaches 100, 101, 102, des vérins sont minimisés, les
points
d'attache des vérins peuvent être positionnés de telle sorte que les efforts
puissent être
transmis sans surdimensionnement excessif des vérins. En effet, dans le cadre
de la
recherche d'une BCD allégée, maniable et de petite taille qui répond aux buts
de
l'invention, on souhaite pouvoir utiliser des vérins petits et légers, qui se
contentent d'une
puissance hydraulique faible et qui ont un temps de cycle assez court.
La figure 5a montre une vue d'ensemble du mécanisme de compactage selon
l'invention,
formé par un chariot 22, une pelle supérieure 38 et une pelle inférieure 25.
Les bielle-
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palettes 23,24 doivent être solidaires. La figure 5b indique six axes marqués
Al ,A2,A3,A4,A5 et A6. La figure 4 définit les angles alpha, béta et gamma.
La figure 6 décrit la cinématique du mécanisme de compactage lors d'un cycle
complet.
En position de départ (figure 6a), le chariot 22 se trouve dans une position
proche de la
paroi avant 44; la pelle est en position déployée. Puis la pelle supérieure 38
s'ouvre
(figure 6b). Ensuite la pelle inférieure 25 s'ouvre (figure 6c). Puis, le
chariot 22 recule
(figure 6d). Ensuite, la pelle inférieure 25 se déploie (figure 6e). Cela peut
conduire déjà à
la compaction de déchets si le niveau des déchets est suffisamment haut. Dans
une
sixième étape, la pelle supérieure 38 se déploie (figure 6f), conduisant à une
compaction
des déchets. Dans une dernière étape, le chariot 22 avance (figure 6g) jusqu'à
une
position de compaction maximale, qui peut être, selon le volume de déchets
compactés,
identique à la position initiale (figure 6a) ou correspondre à une position
légèrement
reculée.
La figure 6h ne fait pas partie du cycle de compaction, elle représente la
position du
chariot 22 et de la pelle en position de vidage : le chariot 22 est avancé au
maximum et la
pelle inférieure 25 et supérieure 38 levées au maximum, afin de ne pas gêner
l'écoulement des déchets.
Pour le déchargement des déchets collectés, le caisson 2 est basculé. On
n'utilise pas
d'éjecteur. La figure 7 illustre le vidage du caisson 2. La figure 7a montre
la position de la
BCD 1 dans une position qui prépare au basculement du caisson 2 : on remarque
que le
portillon 45 est rabattu de manière à ce que l'angle entre le plan dudit
portillon 45 et le
plan de la partie arrière 46 du fond de caisson 2 soit approximativement 0'.
La figure 7b
montre la BCD 1 en position de vidage, avec basculement du caisson 2. Le vérin
de levée
150 du caisson 2 est déployé. A la fin du vidage, si l'angle de vidage est
élevé, il se peut
que le caisson 2, construit en aluminium, ne soit plus assez lourd pour que le
mouvement
de descente puisse être amorcé par gravité. Si le vérin de levée 150 est un
vérin à simple
action (ce qui est préféré pour une raison de coût), il ne permet pas le
départ du retour.
Dans ce cas, il faut donc prévoir un vérin d'assistance à la descente 151,
comme montré
sur la figure 7b, ou il faut diminuer l'angle de vidange jusqu'à une valeur
qui permet
encore le vidage correct du caisson 2 tout en assurant sa descente par
gravité.
L'angle de vidage, c'est-à-dire l'angle entre l'horizontale et la partie
centrale 41
(horizontale) du fond de caisson, doit être compris entre 55 et 70 , et de
préférence
entre 60 et 70 , et encore plus préférentiellement entre 62 et 67 . Cette
valeur est très
inférieure à celle utilisée dans les BCD selon l'état de la technique
(typiquement 80
à 90 ). Le fait de choisir un faible angle présente de nombreux avantages. Il
assure une
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bonne stabilité au sol de la BCD 1 équipée d'un caisson 2 en aluminium lors du
vidage. Il
assure une meilleure répartition des efforts, car les vérins peuvent être
placés plus loin
des axes, ce qui permet de les alléger et de minimiser leur usure. Il assure
également un
vidage plus fiable.
C'est la géométrie particulière du fond du caisson 2 qui permet l'utilisation
d'un angle de
vidage faible. Plus particulièrement, selon l'invention le fond de caisson
comporte une
partie avant 40, une partie centrale 41 et une partie arrière 46, la partie
centrale 41 étant
approximativement horizontale en position baissée, les parties avant 40 et
arrière 46 étant
inclinées vers le haut. De manière préférée, l'angle entre le plan de la
partie arrière 46 du
fond de caisson et la partie centrale 41 du fond de caisson et compris entre
15 et 25 et
de préférence entre 17,5 et 22,5 . Avantageusement, la partie avant 40 et la
partie
centrale 41 du fond de caisson sont constitués d'une seule tôle, qui est pliée
pour former
l'angle entre les deux plans. Dans une variante, cette même tôle forme
également la
partie arrière 46 du fond de caisson, et dans ce cas elle présente donc un
deuxième pli
pour former l'angle entre la partie arrière 46 et la partie centrale 41. Si
l'on cherche à
minimiser la masse de la superstructure, on doit en tous les cas renforcer la
partie arrière
46 du fond de caisson par rapport à la partie avant 40 et la partie centrale
41; cela peut
se faire en utilisant des panneaux double-peau du même type que ceux 82
utilisés pour la
paroi latérale 42,43 du caisson.
Cette géométrie particulière du caisson permet, en coopération avec la pelle
articulée en
deux parties selon l'invention, de balayer un volume maximal du caisson lors
du
compactage, comme le montre la figure 3 où on distingue le volume 110 balayé
par la
fermeture de la pelle inférieure 25, le volume 111 balayé par la fermeture de
la pelle
supérieure 38 et le volume 112 balayé par l'avancement du chariot 22, ces
trois étapes
étant exécutées de préférence successivement dans le procédé selon
l'invention.
Comme indiqué ci-dessus, la pelle supérieure est destinée à prendre une
position dans
laquelle l'axe A2 est pivoté autour de l'axe Al d'un angle béta par rapport à
la direction
avant-arrière, positif vers le haut et négatif vers le bas, l'angle béta étant
inférieur ou égal
à -50 et de préférence inférieur ou égal à -55 .
L'amplitude (ou capacité de basculement) de la pelle inférieure, définie par
l'angle alpha,
est de préférence comprise entre 75 et 86 , et de préférence entre 77 et 86
.
L'amplitude de la pelle supérieure (angle béta) est de préférence comprise
entre 75 et
85 ; et de préférence entre 77 et 83 .
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Dans un mode de réalisation avantageux, la capacité de basculement de la pelle
inférieure va de alpha = + 29 à ¨ 530, de butée à butée. L'angle gamma peut
varier
entre +40 et ¨ 76 . A titre d'exemple, le système de compactation est
avantageusement
conçu de manière à ce que les angles prennent les valeurs suivantes :
= dans la position de la figure 6d : alpha = 29 , béta = - 5', gamma = - 21
;
= dans la position de la figure 6f: alpha = - 53 , béta = - 600, gamma = -
76 ;
= dans la position de la figure 6h : alpha = + 29 , béta = + 20 , gamma = 4
.
Ainsi, dans cet exemple, la position de la pelle supérieure varie entre les
positions
montrées sur figures 6e et 6f d'une valeur de béta d'environ 55 , et entre les
figures 6h
et 6f ou 6g d'une valeur d'environ 80 .
En mode collecte'> (figure 6d), la pelle inférieure est avantageusement
toujours en
position de butée supérieure et la pelle supérieure dans une position dite
position haute
de collecte. Lors du chargement et du transport des déchets, le toit 30, le
chariot 22 et la
pelle protègent les déchets contre l'envolement. Il est avantageux d'ajouter
des baguettes
de protection 170,171 pour éviter l'envolement des déchets lors du chargement
; elles
sont de préférence en plexiglass transparent pour ne pas gêner la visibilité
des ripeurs.
Selon un mode de réalisation avantageux, les pièces mécaniques de la pelle et
du chariot
(à l'exception des vérins et de leurs tiges) sont fabriquées à partir de demi-
produits
corroyés en aluminium. Cela s'applique notamment aux âmes.
Le chariot coulissant 22 est équipé sur chaque côté de patins de guidage 160
qui glissent
sur la zone inférieure 93 et la zone supérieure 94 d'appui des patins de
chariot du profilé
glissière 85; lesdits patins s'étalent de préférence sur toute la longueur du
chariot. Le
guidage latéral est assuré par une pluralité de patins d'appui latéral 161,162
qui
coopèrent avec la surface latérale du rail de guidage 81. Typiquement, les
patins de
guidage 160 sont des baguettes en matière plastique appropriée d'une longueur
d'environ 100 cm et d'une largeur d'environ 5 cm. Cette construction permet ne
excellente
répartition des charges sur les surface d'appui, ce qui est important surtout
lorsque les
profilé glissière 85 est en aluminium, un métal sensible au matage.
Le système de compactage 190 selon l'invention comporte en outre de chaque
côté au
moins un patin d'appui 160,163, de préférence en haut et en bas, et au moins
patin de
guidage latéral 161,162 fixés au chariot 22 et destiné à coopérer avec le bâti
2 pour
guider le chariot 22 dans son mouvement. Plus précisément, et de manière
préféré, il
comporte de chaque côté au moins un patin supérieur d'appui 160 qui coopère
avec la
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zone supérieure d'appui 94 des patins de chariot, et au moins un patin
inférieur
d'appui 163 qui coopère avec la zone inférieure d'appui 93 des patin de
chariot. Les
patins d'appui latéral 161,162 coopèrent avec la surface du rail de guidage
latéral 81 en
vue de stabiliser latéralement le mouvement d'avancement et de recul du
chariot
coulissant 22.
La BCD selon l'invention peut être équipé d'un système de lève-conteneurs de
type
connu, mais on préfère que la projection de la zone fonctionnelle sur
l'horizontale soit
petite, afin de ne pas déstabiliser la BCD, et afin de réduire son
encombrement en
fonctionnement. Les figures 13 et 14 montrent un système de lève-conteneurs 3
qui est
particulièrement adapté au caisson 2 selon l'invention.
Ce système de lève-conteneurs 3 comporte au moins un bras principal 63, 64
destiné à
être monté sur un châssis 4 de manière pivotante autour d'un premier axe
droite-gauche,
appelé axe A11, destiné à prendre une position basse et une position haute par
rapport à
une direction bas-haut, une armature 61, 62 montée sur ledit bras principal
63, 64 de
manière pivotante autour d'un deuxième axe droite-gauche, appelé axe Al2, une
chaise 60 montée sur l'armature 61,62 et destinée à recevoir un conteneur pour
le
soulever, au moins un bras auxiliaire 65, 66 destiné à être monté sur le
châssis 4 de
manière pivotante autour d'un troisième axe droite-gauche, appelé axe A13, et
monté sur
l'armature de manière pivotante autour d'un quatrième axe droite-gauche,
appelé
axe A14, ledit système de lève-conteneur étant caractérisé en ce que la
distance entre les
axes Al2 et A14 (D24) est supérieure à la distance entre les axes A11 et A13
(D13).
Avantageusement, la distance entre les axes Al2 et A14 (D24) est supérieure
d'au
moins 10% à la distance entre les axes A11 et Al 3 (D13), de préférence d'au
moins 20%,
et de préférence encore d'au moins 30%.
Ce système de lève-conteneurs permet de réduire la taille de la zone
fonctionnelle, et il
permet d'alléger le système de basculement pour des conteneurs lourds.
A titre d'exemple, on a réalisé un caisson équipé d'un système de compaction
selon
l'invention. Pour une capacité de la BCD environ 8,5 m3, le volume balayé par
la pelle (i.e.
la somme des volumes 110,111,112) était de l'ordre de 4,5 m3. Sa charge utile
en ordures
était supérieure à 3 tonnes. La hauteur la zone non balayée par le bord
inférieur de la
pelle inférieure est avantageusement de l'ordre de 15 à 20 cm, afin d'éviter
le grippage de
la pelle sur des déchets denses non compressibles. Ce caisson peut être monté
sur des
châssis de camion de grande série, conçu typiquement pour un poids total
autorisé en
charge (PTAC) de 7,5 à 9 tonnes. Les BCD selon l'état de la technique, avec
une benne
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en acier, nécessitent un châssis conçu pour un PTAC d'au moins 10 t afin de
pouvoir
présenter une charge utile d'environ 3 tonnes (typiquement associé à un volume
utile de
8,5 m3).
La tôle du fond du caisson avait une épaisseur de 4 mm (alliage AG3 standard).
Le profilé
périphérique a été réalisé en alliage d'aluminium AA 6106 T6. Les profilés
formant les
panneaux double-peau pour les parois latérales et avant et pour le panneau
arrière du
fond du caisson avaient une largeur de 200 mm et une épaisseur de 30 mm. Pour
le toit,
une épaisseur de 25 mm était suffisante, toujours dans le but d'alléger la
superstructure.
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