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,PERFECTIONNEMENTS AUX ROULEAUX A PIEDS DE MOUTON.
On connaît pour le "compactage" des sols en profondeur l'emploi de rouleaux dits à pieds de moutons ainsi appelés parce qu'ils présentent., au lieu d'un bandage lisseune surface de roulement hérissée de saillies radiales, qui ont la forme de pieds de mouton et produisent dans le terrain un effet analogue à celui du passage d'un troupeau de moutons, serrage d'une couche profonde sous une couche superficielle qui se trouve arrachée et remuée par le mouvement des pieds Lorsque en travaux publics, on veut obtenir un sous-sol compact dans la construction de chaussées ou de pistes d'envols pour avions par exemple, on utilise donc couramment des rouleaux à pieds de mouton. Ceux- ci, sous leur forme actuelle, présentent toutefois divers inconvénients.
En premier lieu., la couche superficielle meuble, qui peut at- teindre vingt centimètres d'épaisseur, doit être enlevée à la pelle ou à la niveleuse à la fin du compactage Le passage d'un rouleau compres- seur à bandage lisse ne permet pas en effet d'assurer son compactage à un taux suffisant et sa liaison à la couche profonde compactée. Tandis que dans un remblai on peut admettre une couche superficielle meuble ou instable; il. ne peut en être ainsi pour une route ou une piste, car c'est précisément cette couche qui doit pouvoir supporter les plus grandes fatigues. L'en- lèvement de la couche superficielle, surtout dans l'a construction d'une route conduit à des charrois importants., qui entraînent des frais anormale- ment élevés.
Un autre inconvénient des rouleaux à pieds de mouton connus est qu'ils ne peuvent pas être amenés sur le lieu de travail par roulage., car. ils défonceraient les chaussées en service ; leur transport sur les chantiers est une sujétion d'autant plus gênante qu'il s'agit de chantiers moins im- portants, comme ce'st le cas souvent des chantiers routierso
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La présente invention a pour objet des perfectionnements aux rouleaux à pieds de mouton, qui écartent les inconvénients mentionnés ci- dessus et rendent possible le compactage progressif du terrain par passes suc- cessives depuis une couche profonde jusqu'à la surface, par une succession d'opérations simples de réglage.
Suivant une caractéristique de l'invention les pieds de mouton sont constitués par des saillies rayonnantes de section et longueur diffé- rentes de pièces de compactage à plusieurs branches portées à la périphé- rie du rouleau et orientables. Chaque pièce de compactage peut comporter seulement deux branches différentes, dont l'une au moins forme, par un flanc saillant de grande surface, un large pied de compactage en position couchée de cette branche.
Les pièces de compactage sont de préférence fixées sur des barreaux périphériques parallèles à 1-'axe du rouleau avec un décalage laté- ral d'un demi-intervalle d'un barreau au suivant et avec la même orientation sur chaque barreau, et les barreaux sont chacun orientable autour de son axe. Les barreaux tourillonnent par leurs extrémités dans deux flasques solidaires d'un moyeu centrale et comportent à une de leurs extrémités des organes d'orientation et de blocage.
Dans une forme d'exécution préférée de l'invention, les tourillons d'extrémité des barreaux sont logés à fond d'entailles semi-circulaires du pourtour des flasques et y sont maintenus par des câbles périphériques amarrés aux flasques et soumis à des organes de tension, une extrémité du barreau présentant un carré pour une clé, et des moyens étant prévus pour fixer la clé de chaque barreau dans l'orientation désirée des pièces de compactage portées par ce barreau.
Une machine tractée à deux rouleaux suivant l'invention peut être constituée par une poutre centrale formant deux flèches symétriques munie d'un palier médian traversé par l'essieu des deux rouleaux situés de part et d'autre de la flèche. Une des flèches peut porter un support transversal muni de lames formant grattoirs dans l'intervalle des alignements des pieds de compactage successifs.
L'invention sera maintenant décrite en référence aux dessins annexés qui représentent des formes d'exécution du rouleau perfectionné suivant l'invention.
La figure 1 est une vue en élévation latérale d'un rouleau à pied de mouton suivant l'invention.
La figure 2 est une vue en coupe suivant la ligne II-II de la figure 1.
La figure 3 représente en élévation un détail du dispositif de blocage d'un arbre portant les pieds de compactage.
La figure 4 est une coupe transversale correspondante, suivant la ligne IV-IV de la figure 3.
. La figure 5 est une vue partielle d'une machine à deux rouleaux jumelés montrant la moitié de la poutre formant le bâti de cette machine.
La figure 6 est une vue partielle en plan de cette machine, les' flasques d'un rouleau étant représentés coupés.
La figure 7 est une vue à grande échelle latérale de deux pièces de compactage montrant les diverses positions de travail de celles-ci.
La figure 8 est un schéma des empreintes obtenues avec le rou- leau représenté aux figures précédentes, pour les trois positions de réglage des pièces de compactage.
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La figure 9, une vue en élévation latérale d'un rouleau à pieds de mouton suivant l'invention.
La figure 10, une vue en coupe suivant la ligne X-X de la figu- re 9.
La figure 11, une vue de détail d'un dispositif tendeur à main, montrant ce dispositif én élévation vu perpendiculairement au flasque°
La figure 12, une coupe suivant la ligne XII-XII de la figure 11.
La figure 13,une 'Vile de détail d'un dispositif tendeur perma- nent, montrant ce dispositif en élévation perpendiculairement au flasque.
La figure 14, une coupe suivant la ligne XIV-XIV de la figure 13.
La figure 15, une vue du dispositif de verrouillage d'une clé montrant l'extrémité de cette clé vue perpendiculairement au flasque.
La figure 16,une vue en plan correspondant à la figure 15.
Suivant l'exemple d'exécution représenté aux figures 1 et 2, un rouleau à pieds de mouton suivant l'invention est constitué par un moyeu 1 à collerettes extrêmes 2 et 3 portant deux flasques pleins 4 et 5 mainte- nus à écartement par des entretoises convenablement placées 6 et reliés- entr'eux à la périphérie par-des barreaux équidistants 7 formant avec ces flasques une"cage d'écureuil et portant des pièces de compactage.
Chaque barreau présente des portées extrêmes 8 et 9 tourillon- nant dans des paliers 10 et 11 bridés sur les flasques 4 et 5. Les paliers 11 du flasque extérieur 5 présentent un bossage saillant 12 (voir aussi fig. 3 et 4) et contourne suivant un arc denté de circonférence une bague 13 clavetée sur une portée externe 14 du barreau et bloquée par écrou 15 vissé sur un filetage du bout de cette portée. Le bout saillant du barreau est taillé en carré 16 pour l'insertion dune clé. A sa périphérie, la ba- gue 13 présente des encoches demi-circulaires ou alvéoles 17 et le bossage' un trou 18 destiné à recevoir une cheville de blocage 19 lorsqu'une des alvé- oles est en face de lui.
Cette cheville 19 se termine par un méplat 20 fa- cilitant sa préhension et présente une gorge 21 pour l'encliquetage d'une bille 22 logée dans un trou transversal 23 du bossage et poussée par un res- sort 24 prenant appui contre un bouchon fileté 25.
Les pièces de compactage sont des pièces plates épaisses pré- sentant autour d'un noyau central 26 (figo 3) des saillies rayonnantes.
Celles-ci sont formées., dans l'exemple représenté., par deux branches iné- gales, l'une courte 27 à bout large 28, l'autre sensiblement à 1 équerre et longue 29 à bout étroit 30. Le flanc extérieur de cette dernière' présente un élargissement 31 à sa base et suit une ligne courbe 32, qui peut avec celle des pièces voisines constituer une circonférence de roulement du rou- leau, ainsi qu'on le verra plus loin.
Ces pièces de compactage sont clavetées sur les barreaux au nom- bre de trois par barreau, toutes avec des orientations accordées avec les al- véoles de la. 'cheville de blocage du barreau. Elles sont décalées d'un bar- reau au suivant et ont une disposition en quinconce sur la périphérie du rouleau, avec un intervalle entre chaque alignement circulaire.
On voit que suivant l'orientation donnée à un barreau, toutes les pièces de compactagequi sont montées avec la même orientation sur ce bar-. reau, peuvent avoir trois orientations différentes' suivant que l'une ou l'au- tre des alvéoles est en regard du trou de cheville 19. On place tous les barreaux dans la même orientation en les faisant tourner séparément à l'aide
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d'un clé engagée sur le carre 16 après extraction de la cheville et en les bloquant dans leur nouvelle position par remise en place de cette cheville.
On pourrait évidemment prévoir par des moyens connus en soi une commande simultanée de tous les barreaux, par exemple en munissant chaque barreau d'un pignon en prise avec un engrenage commun concentrique au moyeu qu'il suffirait de faire tourner pour changer simultanément l'orientation de tous les barreaux. Le blocage pourrait être assuré soit sur l'engrenage commun, soit individuellement sur chaque barreau pour éviter un effort sur les dentures.
Suivant 1-'orientation des barreaux, les pièces de compactage agissent sur le sol de façon différente.
Dans la position de blocage I des barreaux,représentée en traits pleins à la figure 7, les branches longues 29 ont une orientation sensiblement radiale et forment des pieds de mouton propres à compacter une couche pro- fonde. Par rotation des barreaux dans le sens des aiguilles d'une montre et blocage dans la position en traits mixtes II, chaque pied de compactage 29 est rabattu à gauche et c'est la branche 27 qui saille radialement pour former un pied de compactage plus court et plus épais. Si au contraire, à partir de la position I, on fait tourner les barreaux dans l'autre sens pour les bloquer dans la position III, des pièces de compactage, la branche 29 de chacune d'elles est rabattue en appui contre le barreau 7 de droite.
Son flanc 32 reste en saillie sur le contour des flasques et dessine avec le profil des branches 29 des pièces de compactage des barreaux voisins, entre lesquelles il s'imbrique, une ligne de roulement continue. Ce flanc constitue aussi une sorte de pied de compactage,' mais de surface d'appui beaucoup plus grande que les précédentes.
Les empreintes relatives des pièces de compactage dans leurs trois orientations sont représentées à la figure 8 pour deux rouleaux ju- melés, ces empreintes désignées par I, II et III correspondant aux trois po- sitions de réglage décrites. Les traces I données par les pieds de compac- tage longs 29 se reproduisent à un large pas et sont étroites-. Elles corres- pondent à un travail de compactage profond analogue à celui des rouleaux à pieds de mouton habituels. Les traces,II produites par les pieds de compac- tage courts 27 sont un peu.plus rapprochées et sensiblement plus larges.
Elles correspondent au compactage d'une couche moins profonde, car pour un poids constant de la machine, les surfaces d'appui étant plus grandes, l'en- foncement des pieds est moindre. Les traces III produites par les flancs 32 des pieds 29 sont d'un pas encore un peu moindre et beaucoup plus éten- dues. Elles s'imbriquent entr'elles puisque, on l'a vu, chaque pied 29 s'appuie contre un barreau voisin entre deux pièces de compactage de- ce barreau. D'une part, les flancs courbes 32 s'enchaînent en profil de roule- ment circulaire continu,, ce qui assure un roulement sans trépidation sur une surface unie, d'autre part ils offrent au rouleau une'surf ace d'appui impor- tante en terrain meuble, ce qui limite l'enfoncement à une faible profondeur.
On peut ainsi compacter une couche superficielle et rouler sur une route en service sans endommager son revêtement.
On a représenté aux figures 5 et 6 une machine tractée compor- tant deux rouleaux jumelés suivant l'invention. Le bâti est constitué par une poutre centrale 33 en profilés soudés formant deux flèches symétriques 34, à l'extrémité de chacune desquelles est articulé un anneau de traction 35. Au milieu de la longueur de cette poutre est fixé en son milieu dans un support 36 un arbre transversal 37, dont chaque moitié constitue la fusée d'un des rouleaux décrits. Sous une des flèches peut être soudée une traverse en profilés 38 qui porte, en direction de chaque rouleau et dans les interval- les des alignements circulaires des pièces de compactage, des fers plats 39 formant des grattoirs pour faire tomber la terre qui viendrait à se coincer entre les pieds de compactage.
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On peut également utiliser les rouleaux décrits dans une machine traction mécanique, car ainsi quon l'a vu, les pièces de compactage ra- battues dans la. position III forment un bandage quadrillé donnant au rouleau une surface de roulement continue, qui convient à une machine automotrice pour les déplacements faciles d'un chantier à un autre. Dans ce cas, la machine comportera au moins une troisième roue sustentatrice et éventuellement plus de deux rouleaux de compactage, certains au moins de ces rouleaux étant moteurs.
Un rouleau suivant l'invention pourra être par exemple utilisé de la fagon suivante. Il sera conduit au chantier en position de roulage (position'III des pièces de compactage) et pourra commencer avec ce réglage le travail de compactage sur terrain meuble. Après quelques passes:, le sol sera suffisamment assis pour permettre un compactage profond. On orientera alors tous les barreaux dans la position I correspondant à la saillie des pieds de compactage longs 29. Après le nombre de passes voulu pour assurer un compactage profond., on orientera tous les barreaux dans la position II . correspondant à la saillie des pieds de compactage courts 27.
Le passage du rouleau assurera un compactage d'une nouvelle hauteur de terrain dans la couche susjacente avec une interpénétration des deux couches qui assurera la liaison de la nouvelle couche compactée à la couche compactée profonde.
On reviendra enfin à la position I pour les dernières passes qui assureront le compactage de la couche superficielle et sa liaison à la couche intermé- diaire.
Ainsi à la fin du travail, il ne reste aucune couche meuble superficielle à enlever puisque le sol se trouve compacté jusqu'à sa sur- face. De plus, ce travail s'achève avec un rouleau en position de route, prêt à un déplacement par roulage jusqu'à un autre chantier ; ilen résulte une économie importante de main'd'oeuvre et un gain de temps considérable en com- paraison des travaux de compactage à l'aide.des rouleaux pieds de mouton ha- bituels.
Il est vrai que certains constructeurs ont déjà prévu., pour mo- difier les caractéristiques de travail des rouleaux à pieds de mouton, des rouleaux dont les pieds sont 'munis?, de sabots rapportés, de telle sorte que par remplacement par des sabots de surface d'appui différente l'utilisateur puisse adapter la pression unitaire à la nature et à l'état-du sol travaillé.
Mais le remplacement des sabots est une,opération fort longue.. qui demande plusieurs heures et qui ne peut pratiquement être envisagée quune fois pour toutes au début d'un chantier.
Le dispositif de barreaux orientables du rouleau suivant l'inven- tion se distingue par sa souplesse, non'seulement en ce qu'il permet de modi- fier rapidement la pression unitaire sans modification de poids des rouleaux ou de la machine,mais encore en ce qu'il permet une adaptation du rouleau aux modifications de structure du sol en cours de travail, un compactage progressif jusqu'en surface et un roulage sur route en service sans risque de détérioration de la chaussée.
Le rouleau suivant l'invention se prête au surplus à certaines utilisations nouvelles. On a vu. que dans sa position de route le rouleau pré- sente une sorte de bandage quadrillé. Il est bon de remarquer qu'entre les surfaces d'appui, les intervalles des pièces de compactage restent entière- ment ouverts. Ceci permet d'utiliser le rouleau comme broyeur de surface et en particulier pour le cassage des plaques de revêtement bitumineux préala- blement arrachées.. aux fins de réutilisation avec des produits bitumineux d'apport.
On peut donner aux rouleaux situés des deux côtés de la machi- ne des réglages différents notamment pour effectuer le compactage des fon- dations des élargissements de chaussées., ce qui excluait jusqu'ici dans la plupart des cas l'utilisation des rouleaux à pieds de mouton en raison de
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l'étroitesse de la bande à compacter. On peut en effet laisser d'un côté les rouleaux en position de route leur permettant de rouler sur la chaus- sée existante, et les régler de l'autre côté à l'une de leurs positions de travail.
Ces modes d'utilisation ne sont bien entendu donnés qu'à titre d'exemple, et en particulier cest la pratique seule qui dans un travail de compactage guidera le choix des réglages à adoptera Il faut d'ailleurs remarquer que dans la construction même du rouleau, 1$usage¯auquel.celui ci est destiné peut conduire à modifier la forme dés pièces de compactage, à adopter par exemple une forme en étoile à trois, quatre ou même davanta- ge de branches, l'élément de compactage actif pouvant alors dans certains cas comporter plusieurs branches.
Dans ce qui suit sera décrite en référence aux figures 9 à 16 une autre forme constructive du dispositif de montage et de blocage des barreaux.
On se référera d'abord aux figures 9 et 10. Chaque barreau présente comme précédemment à ses extrémités des portées 8 et 9 et se ter- mine d'un côté par un bout carré saillant 16. Il présente au surplus ici deux gorges 40 adjacentes aux portées 8 et 9 à l'extérieur des flasques.
Ces portées trouvent logement dans des entailles radiales 41 découpées dans le bord de chacun des flasques, régulièrement réparties sur le pourtour et présentant un fond demi-circulaire de même diamètre que les portées. De ce fait, les barreaux peuvent être mis en place par un déplacement radial de l'extérieur vers le centre, les deux portées d'extrémité d'un barreau étant engagées dans deux entailles correspondantes des deux flasques et prenant appui contre les fonds demi-circulaires de ces entailles qui leur servent de paliers. L'épaisseur du flasque peut être renforcée par une pièce 42 rapportée contre sa face intérieure et entaillée comme le flasque lui-même.
Les barreaux sont maintenus à fond de leurs entailles par des câbles périphériques extérieurs à chacun des flasques, passant dans les gor- ges 40 des barreaux et montés de la façon suivante. Sur chaque flasque ces câbles sont de préférence au nombre de deux, symétriquement disposés 43, intéressant chacun la moitié des barreaux périphériques. Leurs extrémités sont fixées dans des serre-câbles 44, 45 portés par le flasque.
La tension des câbles peut être assurée à la fois par un organe tendeur élastique et par un organe tendeur à main. Le premier (fig. 13 et 14) est constitué par un galet à gorge creuse 46 axé dans la chape termi- nale 47 d'une tige 48 coulissant dans un bossage 49 soudé contre le flasque 1; une pile dé rondelles élastiques 50 engagées sur la tige 48 contre la face interne du bossage 49 et maintenue par écrou et contre-écrou 51 vissés sur le bout fileté de la tige tend à rappeler le galet vers l'intérieur. Le câble passant dans la chape sous ce galet 46 est donc tendu élastiquement par l'action de ce galet et -maintient- les barreaux en appui à fond de paliers.
Un dispositif tendeur à main (fig. Il et 12') 'est prévu en un autre point de la longueur du câble pour permettre de libérer le câble de la tension élastique* du dispositif précédent ou de le soumettre à nouveau à cette tension. Il comprend également un galet 52 en appui de l'extérieur contre le câble porté par une chape axée sur un excentrique à levier Ce dernier est constitué simplement par une pièce cylindrique 54 soudée en bout d'un levier plat 55 et traversée par un axe excentré 56 tourillonnant dans la chape. La pièce cylindrique prend appui contre la surface cylindrique d'un coussinet 57 soudé contre le flasque.
-Sur le carré de chacun des barreaux (fig. 9, 10, 15 et 16) est emmanchée une clé plate 58 destinée à permettre la manoeuvre en rotation du barreau et à servir d'organe de blocage du barreau dans la position qui lui a été donnée. Cette clé est d'une épaisseur sensiblement moindre que la
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logueus du. carré 16 et le flasque porte une couronne concentrique de plots saillants 59 dans une position intermédiaire entre la circonférence des barreau et l'axe du rouleau.
Ces plots 59 laissent entr'eux des interval- les 60 uniformément répartis sur la circonférence et en nombre égal au nom- bre des barreaux chacun de ces intervalles étant de largeur suffisante pour permettre l'engagement de l'extrémité de la clé correspondante.
Les plots 59 sont percés de trous 61 encadrant par paires l'intervalle 60 et permettant le glissement des branches 62 d'une goupille en épingle à cheveux en acier à ressort., dont la partie centrale 63 peut se placer en pont au-dessus de 1-'extrémité d'une des clés. Les branches 62 sont de longueur suffisante pour permettre la traction de l'épingle vers le centre pour libérer le levier sans que les branches sortent des trous et sont recourbées à leurs extrémités pour éviter qu'elles ne risquent de se dégager et de se perdre. L'effet élastique des deux branches tend par ailleurs à maintenir la goupille dans la position de verrouillage pendant le fonctionnement.
Normalement, les clés 58 sont dans la position représentée, cha- cune emmanchée à fond du carré 16 du barreau correspondant et engagée par son extrémité entre deux plots 59 Cette extrémité est maintenue par l'é- pingle engagée en pont sur cette extrémité, et ne peut par suite se déga- ger d'elle-même; les barreaux sont donc maintenus dans l'orientation qui leur a été donnée.
Lorsqu?on veut faire tourner les barreaux, pour substituer à un pied de mouton un pied de mouton différent, on procède de la façon sui- vante. Après avoir amené les barreaux retenus par un des câbles 43 à la partie supérieure par roulement du rouleau., on détend ce câble en rabattant de chaque côté du tambour vers l'extérieur le levier excentrique 55 corres- pondant. Dans le mouvement de pivotement de ce levier, la pièce cylindrique 54 tourne appuyée contre le coussinet 57 et les tourillons 56 se déplacent vers l'extérieur d'une petite quantité, suffisante pour donner au galet 52 un mouvement radial vers l'extérieur qui détend le câble et le soustrait à l'action du tendeur élastique permanent.
Il suffit alors pour manoeuvrer l'un des barreaux, de dégager son épingle de verrouillage par traction vers le centre., de faire glisser la clé sur le carré pour dégager son extré- mité d'entre les plots 59'et-, de manoeuvrer le barreau à l'aide de la clé.
Celle-ci tirée vers l'extérieur en bout du carré peut passer au-dessus des clés voisines au cours du mouvement de rotation donné au barreau. Elle doit après rotation du barreau être orientée de façon à pouvoir être engagée à nouveau entre les mêmes plots 59. On opère pour cela de la façon suivante.
On extrait la clé du carré., on la replace ¯sur le carré dans une autre posi- tion angulaire et on fait tourner le barreau à l'aide de la clé, jusqu'à ce que l'on puisse engager de nouveau celle-ci entre les plots..
Il est à remarquer que les saillies des pièces de compactage qui constituent les pieds de mouton ne sont pas forcément séparées par des intervalles angulaires égaux ainsi qu'on a pu l'observer sur la figure 3 par exemple. Lorsque la pièce de compactage n'a que trois positions possibles, une clé à perçage carré permet néanmoins d'assurer le blocage dans les trois orientations possibles des pièces de compactage par la manoeuvre qui vient d'être décrite, à condition que l'intervalle angulaire de deux des saillies au moins soit de 90 , Le passage de l'une à l'autre de ces deux saillies se fait par un changement de position angulaire de la clé de 90 par rapport à sa position primitive.
La substitution de la troisième saillie à la sail- lie intermédiaire se fait aussi par changement de positi on -angulaire de la clé sur le carré, mais avec retournement de celle-ci face pour face, le per- çage carré de la clé étant orienté convenablement par rapport à 1-'axe lon- gitudinal de celle-ci.
La forme d'exécution qui vient d'être décrite est particulière- ment avantageuse. Sa fabrication est simplifiée et sôn prix de revient réduit. Elle fournit un rouleau très robuste dans lequel il n'y a aucun ris-
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que de blocage des barreaux qui empêche le réglage de leur orientation car les barreaux ne peuvent se coincer dans leurs paliers puisque ceux-ci sont formés par le fond d'entailles ouvertes. Le réglage est aisé, les pièces de compactage peuvent très rapidement être changées de position et on peut aussi remplacer facilement un barreau par détachement des câbles qui pas- sent sur ses extrémités.