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EP4474577A1 - Grader - Google Patents

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Info

Publication number
EP4474577A1
EP4474577A1 EP23178505.6A EP23178505A EP4474577A1 EP 4474577 A1 EP4474577 A1 EP 4474577A1 EP 23178505 A EP23178505 A EP 23178505A EP 4474577 A1 EP4474577 A1 EP 4474577A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tool
grader
chassis
adjustment mechanism
arm
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23178505.6A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Philippe ROBINET
Serge Duhautpas
Damien DROGUEST
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Topp & Screed
Original Assignee
Topp & Screed
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Topp & Screed filed Critical Topp & Screed
Priority to EP23178505.6A priority Critical patent/EP4474577A1/en
Publication of EP4474577A1 publication Critical patent/EP4474577A1/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01CCONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C19/00Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving
    • E01C19/22Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving for consolidating or finishing laid-down unset materials
    • E01C19/42Machines for imparting a smooth finish to freshly-laid paving courses other than by rolling, tamping or vibrating

Definitions

  • the invention relates to a machine for leveling a concrete surface.
  • grader For the purpose of leveling a surface of unset (or unhardened) concrete, it is known to use a machine, called a “grader”, equipped with a tool dedicated to this purpose, called a “leveling tool”.
  • the invention relates to graders for which the tool is mechanically coupled to a mechanical tool-carrying structure arranged in a cantilever manner at one end of a chassis of the grader, such that the chassis and the tool move together, following each other in this order along a movement path of the grader, at an essentially constant distance from each other as the surface is leveled.
  • This type of grader is typically small in size and light in weight.
  • the chassis is mounted on wheels, which are designed to move across unleveled concrete, pulling the implement while leveling the surface.
  • Publications US 2003/068200 A1 And US 8,038,366 B2 hereinafter referred to as D1 and D2 respectively, disclose such graders.
  • the leveling tool may be height adjusted by one or more jacks. These may be arranged along masts supported at the tool carrier structure (reference 318 of Figure 16 of D1 and reference 330 of Figure 17 of D2) and between the chassis and the tool carrier structure (reference 321 of Figure 16 of D1 and reference 230 of Figure 11 of D2). Jacks at these two separate locations are used in D1 such that the height of the leveling tool is primarily determined by the jack arranged between the chassis and the tool carrier structure, with the jack(s) arranged along masts at the tool carrier structure being used for minor height adjustments.
  • Maintaining the orientation of the leveling tool by means of a tensioner or support bar is also known from the prior art (reference 325 of figure 16 of D1 and reference 234 of figure 11 of D2).
  • a tensioner is mounted between the frame and the tool-carrying structure.
  • one or more structure arms also extend between the frame and the tool-carrying structure for the purpose of supporting the leveling tool (reference 323 of Figure 16 of D1 and reference 232 of Figure 11 of D2).
  • An object of the invention is to provide a grader for leveling a concrete surface which is sufficiently light for such applications.
  • the grader according to the invention allows an advantageous mass distribution inducing a reduced weight compared to similar graders of the prior art.
  • the orientation adjustment mechanisms and height adjustment mechanisms are not arranged between the chassis and the tool-carrying structure; they are mounted on either side of the front end of the arm, which makes it possible to offset one of the two, preferably the height adjustment mechanism, at the chassis, in front of the arm, and thus to reduce the weight behind the chassis, between the chassis and the tool-carrying structure. This consequently makes it possible to reduce the overall weight of the grader.
  • this weight is at most 800 kg, and more preferably, it is approximately 750 kg for a machine whose tool has a useful width of at least 3 m.
  • This weight reduction allows the grader to operate on meshes or insulations that have low crushing resistance.
  • it can be used in the manufacture of a concrete surface intended for a refrigerated area or a hybrid concrete surface, comprising for example recycled fibers, or even a concrete surface on a mesh having a small thickness of concrete, for example about ten centimeters, surmounting the mesh.
  • grade is interchangeable with the terms “levelling machine” or more generally with the terms “treating machine” in the case where the treatment includes levelling of unset concrete, this operation being known under the English name of "screed".
  • concrete generally refers, in an unset (or unhardened) state, to a flexible paste of variable homogeneity, preferably comprising a mixture of sand and cement, intended to be cast in a dedicated space prior to its hardening. This occurs after a setting time.
  • the dedicated space is, for example, a support, a mold or a cavity.
  • Concrete is a very widely known construction material which makes it possible to form coatings and construction elements of great strength.
  • the concrete is preferably cast so as to form a concreted surface.
  • surface is not to be understood in this document as referring to a strictly two-dimensional (mathematical) object.
  • a concrete surface necessarily has a certain thickness of concrete.
  • the term "surface” is used in view of the fact that in general, the exterior surface of the concrete once set and leveled is that which is visible externally, typically when designing a concrete covering, floor or slab.
  • the unset concrete poured into the space dedicated to the formation of the surface generally includes irregularities and variations in thickness forming a relief, hence the need to level this surface with a grader intended for this purpose. This concrete therefore does not extend only in a two-dimensional way. More generally, in the context of this document, the term “surface” is interchangeable with the term "extent”.
  • the chassis of the grader comprises a rear chassis end and a front chassis end.
  • the movement of the grader is generally carried out such that the front end precedes the rear end according to the trajectory followed when leveling the concrete surface.
  • the terms "front” and “rear” preferably refer in this context to a positioning in this regard.
  • an element is behind (resp. in front of) another if it precedes (resp. follows) the latter according to a vector directed from the rear chassis end to the front chassis end or, in other words, according to said trajectory.
  • the leveling tool is preferably arranged behind the chassis such that it is pulled by the grader when leveling a concrete surface. It is preferably coupled to the chassis via the aforementioned rear chassis end.
  • the terms “height adjustment” refer preferentially in this document to an adjustment of a distance separating the tool and the tool-carrying structure from the concrete surface, or alternatively, of a plane on which the wheels rest (“wheel support plane”), or alternatively, of a plane along which the chassis extends.
  • the term “height” has in particular the entirely usual meaning that a person skilled in the art would give it in the technical context of the invention.
  • the height adjustment mechanism allows the relative height of the tool and the tool holder to be changed relative to the chassis depending on the type of leveling desired, for example, depending on the thickness of the underlying concrete.
  • the height adjustment mechanism preferably allows a variation amplitude to be obtained in height of at least 25 cm, preferably about 40 cm. This height varies for example from about 5 cm (to within 2.5 cm) above the wheel support plane for small concrete thicknesses, to about 40 cm (to within 2.5 cm) above the wheel support plane for large concrete thicknesses.
  • orientation adjustment preferably refer in this document to an adjustment of an angle of attack of the concrete surface by the tool.
  • this angle is for example that between a plane according to which a contact surface of the rule with the concrete surface ("operating surface of the rule") and the support plane of the wheels or, alternatively, the angle between the operating surface of the rule and a plane according to which the chassis extends.
  • the term "orientation” has in particular the entirely usual meaning that a person skilled in the art would give it in the technical context of the invention.
  • the orientation adjustment mechanism preferably makes it possible to obtain an amplitude of variation of said angle of at least 30°, and preferably of approximately 45°.
  • the orientation adjustment mechanism makes it possible to modify this angle according to the type of leveling desired. It is generally used in combination with the height adjustment mechanism. Indeed, as the two mechanisms are mounted (in series) on either side of the front end of the arm, a modification of the aforementioned height in most embodiments of the invention is likely to affect the orientation of the arm, of the orientation adjustment mechanism and therefore of the tool and of the tool-holder structure.
  • the orientation adjustment mechanism then makes it possible to re-establish the orientation of the tool and of the tool-holder structure so that the aforementioned angle remains constant as shown in figures 3 And 4 hereinafter introduced.
  • the orientation adjustment mechanism can also be used for other purposes such as to orient the tool transversely towards an operator as much as possible for the purpose of cleaning the tool. This application is particularly illustrated in figure 2 hereinafter introduced.
  • the height (or orientation) adjustment mechanism comprises, and preferably essentially corresponds to, a cylinder, preferably hydraulic, and preferably arranged linearly, without the invention being limited thereto.
  • a cylinder preferably hydraulic, and preferably arranged linearly
  • Other types of actuators may be used within the scope of the invention.
  • such a cylinder has the advantage of being simple to implement, while being able to develop a significant force, and to allow movement of the tool and the tool-holder structure in height (resp. in orientation) within a determined interval.
  • the height-holding arm (called “the arm”) preferably corresponds to a rigid mechanical structure intended to support and/or maintain the mechanical coupling between, on the one hand, the tool-carrying structure (and the tool coupled thereto) and, on the other hand, the chassis.
  • the arm makes it possible in particular to support and/or maintain the height and orientation adjustment mechanisms mounted on its front end.
  • the arm may have various shapes. It extends from the tool-carrying structure on which it is mounted, up to the chassis level. It thus extends "from the back to the front" of the grader according to the previous introduction of these two terms, so that it has a rear end mounted on the tool-carrying structure and a front end opposite the rear end, in particular in the front-rear direction.
  • the arm also preferably extends in height, so that it has a partly oblique shape.
  • the front end overhangs the rear end. This advantageously makes it possible to mount the orientation and height adjustment mechanisms on the front end of the arm overhanging the tool and the tool-carrying structure, and therefore to control the movements of these from above.
  • the arm has a substantially pyramidal shape.
  • This shape has the advantage of giving it good rigidity while providing space in this shape for arranging various hydraulic and electrical components.
  • This shape can be more precisely described as follows.
  • the arm may have two oblique extension flaps mirrored one another along two trapezoidal or triangular surfaces which meet at the front end.
  • the surfaces make it possible to increase the rigidity of the arm. They are hollowed out with an internal orifice to limit the weight of the arm according to an optional embodiment.
  • the surfaces are preferably each extended by a retaining bar whose end rear is mounted on the tool-carrying structure. Each bar is a "lower" extension of a surface in the sense that the surface surmounts the bar. The bar at this location reinforces the rigidity of the arm, by helping to lighten the part of the arm facing rearward, i.e. towards the tool-carrying structure.
  • the rear end of the arm then comprises two separate parts formed by the rear end of each bar.
  • the arm and more precisely its rear end, is preferably mounted on the tool-carrying structure by means of a pivot connection.
  • This pivot connection is double and arranged at the rear end of the bars in the aforementioned embodiment. It makes it possible to implement a relative rotation of the tool-carrying structure with respect to the arm, i.e. its pitching.
  • the arm is also (and obviously) mechanically coupled to the chassis in the grader according to the invention.
  • This coupling is preferably achieved by means of a pivot connection, so that the arm is mounted on the chassis via this pivot connection.
  • the part of the arm thus connected to the chassis is typically in front of the arm, without however corresponding to the front end.
  • the connection is preferably provided at the front end of each bar, the latter then being surmounted or overhung by the front (overall) end of the arm.
  • the pivot connection is therefore double in this case.
  • the pivot connection between the arm and the chassis more generally makes it possible to implement a relative rotation of the arm relative to the chassis when the height adjustment mechanism is actuated.
  • the terms "on either side” are used to physically locate elements, including height and orientation adjustment mechanisms, on either side of another element, these sides preferably being opposite.
  • the orientation adjustment mechanism is mounted on a rear side of the front end of the arm, while the height adjustment mechanism is mounted on a front side, opposite said rear side, of the front end of the arm.
  • the orientation adjustment mechanism is mounted on the one hand on the front end of the arm, and on the other hand on the tool-carrying structure.
  • the height adjustment mechanism is mounted on the one hand on the frame, and on the other hand on the front end of the arm.
  • these embodiments induce a series of successive couplings from the tool-carrying structure to the chassis via the orientation adjustment mechanism, the front end of the arm, and the height adjustment mechanism.
  • These couplings make it possible to move the tool (and the tool-carrying structure) in height and to orient it adequately while offsetting part of the mechanisms at the chassis level, i.e. further forward, compared with a configuration in which the arms and the orientation and height adjustment mechanisms would all be at the same level, between the tool-carrying structure and the chassis, which induces a much better distribution of weight at the level of each wheel of the grader, and between the front and rear axles or half-axles supporting the wheels, hence a gain in overall weight of the grader.
  • the two aforementioned forms have a common side which is defined by the arm and they can be considered in a coplanar manner.
  • This advantageous mechanical arrangement induces good rigidity of the coupling between the tool-carrying structure and the chassis while remaining simple to implement according to the technical objectives described in terms of the weight of the grader.
  • the actuation of the orientation adjustment mechanism affects the geometry of the aforementioned first shape, while the actuation of the height adjustment mechanism affects the geometry of the aforementioned second shape and the positioning of the aforementioned first shape, by tilting the latter without deforming or modifying it.
  • the pivot connections of the arm with the tool-holder structure and the chassis allow these movements to be carried out.
  • a chassis comprising two parts mechanically coupled by an articulation.
  • Such a chassis is more lightweight without losing maneuverability because the front part of the chassis guides the rear part via the articulation and/or a directional cylinder. It is also not necessary to provide a large space between the chassis and the wheels in order to arrange steering means, which also contributes to lightening the grader.
  • Such an articulated chassis also makes it possible to maintain regular mechanical contact between the wheels and the ground on which they move even if the ground has reliefs or irregularities. Such a chassis is therefore advantageous in this respect for moving the grader on a trellis for example.
  • the height adjustment mechanism is preferably mounted at the articulation.
  • the mounting of this mechanism on the grader chassis is done at the front end of the rear part of the chassis, or as far as possible from the tool-carrying structure, which again contributes to a better mass distribution of the grader.
  • the grader comprises a mechanism for adjusting the height of the tool relative to the tool-carrying structure.
  • This preferably involves one or two lifting cylinders carrying the tool which are arranged on either side of the tool-carrying structure.
  • this arrangement can be achieved by supporting the cylinders by means of one or two lifting masts.
  • the cylinder(s) are typically hydraulic cylinders. Other cylinders, such as electric actuators, would however not depart from the scope of the invention.
  • the height adjustment mechanism is configured to adjust the relative height of the tool relative to the tool-carrying structure, for example according to the quality and flowability of the concrete, the desired leveling tolerance and/or additional parameters.
  • the height adjustment is preferably made possible with an adjustment amplitude of the same order as an adjustment amplitude obtained by the height adjustment mechanism.
  • the adjustment amplitude may be between 75 and 125% of the adjustment amplitude or vice versa.
  • Respective values for these amplitudes are for example 30 and 40 cm, or 35 and 35 cm.
  • the determination of the height of the tool is therefore distributed between the actions of the height adjustment mechanism and those of the mechanism height adjustment, which distributes the weights associated with these mechanisms while limiting the height of the masts and jacks arranged on the tool-carrying structure if applicable. It is therefore easier to use the grader in underground car parks with a generally limited height because the height is not determined only at the level of the tool-carrying structure, which would require a greater height of mast and jacks.
  • adjustment and height adjustment amplitudes of the same order make it possible to limit the manipulations of the height and orientation adjustment mechanisms during each leveling operation.
  • the adjustment amplitude is large enough to allow the height of the tool to be adequately adjusted between successive concrete surfaces to be leveled under defined technical conditions (location, type of concrete, etc.).
  • the height of the tool and the tool-holder structure is adjusted globally according to the operations to be carried out, possibly adjusting the height of the tool via the adjustment mechanism between successive concrete surfaces (for example, if the fluidity of the concrete varies throughout the day).
  • a height adjustment mechanism comprising two cylinders arranged on either side at the level of the tool-carrying structure makes it possible to tilt the tool by an angle of up to 10° relative to the tool-carrying structure. To do this, it is sufficient to adjust the height of one side of the tool positively by means of one cylinder, and the height of the other side of the tool negatively by means of the other cylinder. Thus, it is made possible to easily carry out leveling on a slope relative to the path of the grader.
  • the determination of the height (or elevation) of the tool generally relies on a laser system as is known to a person skilled in the art. More precisely, a reference plane is generated in the operating area of the grader by means of a source of one or more laser beams. This reference plane can then be captured by receivers mounted on the tool-carrying structure, for example, on the elevation masts when it comprises them. It is thus possible to ensure that the tool (but not necessarily the tool-carrying structure) remains at a desired height relative to this reference plane, and therefore that the leveling is made according to the desired flat surface. In the event of deviation from this, the height adjustment mechanism allows the height of the tool to be adjusted, without it being necessary to intervene on the height adjustment mechanism. Leveling by means of a laser-generated reference plane is generally referred to as "laser screed". This is a preferred embodiment of the invention, so that the leveler is preferably provided with the aforementioned laser receivers mounted on the tool-carrying structure.
  • the elevation cylinders are preferably each equipped with a position sensor.
  • the height of the tool can be modeled on its last known position value(s) thanks to the position sensor(s) via the corresponding elevation cylinder(s).
  • the mechanical coupling of the rule to the tillage implement is typically such that it allows the rule to move in a floating manner on the concrete surface while being subjected to few constraints.
  • the tool is generally equipped with an inclinometer in order to monitor the orientation of the tool, and therefore the slope of the concrete surface leveled by it.
  • This inclinometer is preferably placed at a distance from the rule, on the tillage implement, because it can be disturbed by the vibrations of the rule.
  • the mechanical coupling of the rule with the tillage implement so as to constrain minimally is conducive to the at least partial transmission of the vibrations of the rule, so that the inclinometer and therefore the leveling result is likely to be affected. Beyond these considerations, it is also preferable not to subject the instrument, and therefore too many mechanical elements of the grader, to vibrations which are likely to affect their operation or even their service life.
  • the grader tool is such that the rule is mechanically coupled in a cantilever manner to the tillage implement by an elastic suspension by which a first (mechanical) axis integral with the rule engages in a support comprising an elastomeric material, for example rubber.
  • This engagement is such that the part of this axis engaged in the support is surrounded at least partially by the elastomeric material, which advantageously dampens the vibrations of the rule, and reduces their transmission to the tillage instrument, therefore to the possible inclinometer.
  • Elastomeric materials are known to those skilled in the art and have a high elastic resistance to compression and extension. They have the advantage of withstanding deformations without breaking while being able to easily return to their initial shape. This mechanical coupling is therefore resistant, while allowing the rule to float partially behind the tillage instrument, transmitting less vibration to it.
  • a second axis integral with the tillage implement engages in the support.
  • This engagement is preferably also such that the part of this second axis engaged in the support is at least partially surrounded by the elastomeric material, which provides advantages symmetrical to those described above at the level of the agricultural implement.
  • the engagement of the second axis in the support allows a degree of variation in height within the elastomeric material and the engagement of the first axis in the support allows a degree of variation in orientation in the elastomeric material.
  • the first and second axes engage in separate orifices of the support provided for this purpose, the support making it possible to rigidly maintain the two orifices at a distance from each other.
  • Each of the orifices is bordered by the elastomeric material.
  • a POSTA ® elastic guide arm of the AS-PV type is an example of such a support.
  • the first axis is mechanically fixed to a stop mounted on the tillage implement.
  • This stop aims to constrain the possible movement of the rule and therefore, advantageously, to further limit the vibrations that it can transmit to the tillage implement, while maintaining a movement of the rule on the partially floating concrete surface.
  • the grader is distinguished from the machines cited in the prior art in that it is preferably fully electric. More specifically, the grader preferably comprises an electrical power supply, for example one or more batteries, coupled to at least one electric motor and a hydraulic system for powering functionalities of the grader, these features including any movement of the wheels and the tool. Preferably, all the features of the machine are thus powered.
  • an electrical power supply for example one or more batteries, coupled to at least one electric motor and a hydraulic system for powering functionalities of the grader, these features including any movement of the wheels and the tool.
  • all the features of the machine are thus powered.
  • the hydraulic system preferably comprises hydraulic motors and/or actuators as known to those skilled in the art.
  • This hydraulic system makes it possible, for example, to induce a modification of the height and orientation of the tool and the tool-holder structure by the height and orientation adjustment mechanisms as detailed above.
  • the invention finally provides a method of manufacturing a concrete surface comprising using a grader according to the invention to level the concrete surface.
  • the grader 1 comprises a basic chassis 3 mounted on a pair of wheels 12 called “front” and a pair of wheels 10 called “rear”.
  • the front wheels 12 (resp. rear wheels 10) are arranged at the chassis 3 by aligned half-axles as can be seen from the figure 6 for example.
  • Chassis 3 comes in two parts: a part called “front” 32, and a part called “rear” 31, visible in figures 1 And 6 . These parts 31, 32 are articulated together by a joint 33 which is itself coupled to one or more steering cylinders 34.
  • a chassis 3 has the advantage of being light and steerable without providing space between the chassis 3 and the wheels 10, 12 to arrange a steering mechanism there.
  • the joint 33 allows the wheels 10, 12 to be more easily in contact with a ground on which the grader 1 operates, even if this ground has a relief.
  • the grader 1 is provided with a leveling tool 4 arranged behind the rear chassis part 31.
  • the grader 1 preferably moves forward, that is to say so that its rear chassis part 31 follows its front chassis part 32 along its trajectory.
  • the tool 4 is then pulled by the rest of the grader 1.
  • the grader moves according to the vector V illustrated in figure 6 oriented from rear to front, as discussed in the disclosure of the invention.
  • the terms "front” and “rear” are used to define a positional relationship of two elements with respect to the vector V. A grader 1 that would move in the opposite direction, however, does not depart from the scope of the invention.
  • the aforementioned tool 4 is mechanically coupled in a cantilever manner to the chassis 3 by means of a tool-carrying structure 9 supporting the tool 4.
  • This support is for example produced by two lifting masts 81 of the tool 4 arranged symmetrically on either side of the tool-carrying structure 9 and on which are mounted lifting cylinders constituting a height adjustment mechanism 8 of the tool relative to the tool-carrying structure 9.
  • the tool 4 is thus supported at its ends.
  • each elevation cylinder is surmounted by a laser receiver 82 for detecting a laser reference plane generated in the operating environment of the grader 1.
  • the elevation cylinders are controlled on the basis of signals emitted by these receivers 82, so as to adjust the height of the tool 4 relative to the reference plane and to ensure that the leveling is done according to the desired slope and/or plane.
  • These receivers 82 are typically coupled by a junction element 83 to the ends of the elevation masts 81 or directly to the ends of the tool 4.
  • the tool-carrying structure 9 is in the form of a beam comprising attachments oriented upwards or downwards, perpendicular to a main direction of extension of the beam.
  • the mechanical coupling of the tool 4 to the chassis 3 via the tool-carrying structure 9 is carried out via an arm 7 for maintaining the height of the tool-carrying structure 9 and the tool 4 relative to the chassis.
  • This arm 7 has a substantially pyramidal shape having two trapezoidal flaps in mirror symmetry extending from the rear to the front, and in height.
  • the arm 7 has two lower extensions in the form of mechanical bars extending the aforementioned flaps.
  • Each bar comprises a rear end linked by a pivot connection 72 to a downwardly oriented attachment of the tool-carrying structure 9, and a front end linked by a pivot connection 73 to the chassis. It follows that the arm 7 can undergo a rotation relative to the chassis 3 and the tool-carrying structure 9 can undergo a rotation relative to the arm 7.
  • the arm 7 has a rear end consisting of the rear ends of the aforementioned bars (at the positions of the pivot connections 72) and a front end at the junction of the two aforementioned flaps and around which a mounting part 71 is arranged.
  • the rear end of the arm 7 is formed by the segments of the arm 7 furthest to the rear and the front end of the arm 7 is formed by the segment of the arm 7 furthest to the front. This second overhangs this first, and overcomes the direction of alignment of the two half-axles of the rear wheels 10, the latter being at the same level according to the vector V as the front end of the arm 7.
  • the tool 4 and the tool-carrying structure 9 can be adjusted in orientation and in height relative to the frame 3 by means of an orientation adjustment mechanism 6 and a height adjustment mechanism 5, which consist of hydraulic cylinders.
  • These adjustment mechanisms 5, 6 are mounted on either side of the front end of the arm 7. They are each fixedly held on one side on the front end of the arm 7 by the mounting part 71.
  • the other side of the height adjustment mechanism 5 is mounted on the frame 3, for example at the joint 33, and the other side of the orientation adjustment mechanism 6 is mounted on a fastener facing upwards of the tool-carrying structure 9, at center thereof.
  • the two hydraulic cylinders constituting these adjustment mechanisms 5, 6 extend in particular parallel to the vector V.
  • the tool 4 is therefore mechanically coupled to the chassis 3 via the bars of the arm 7 on the one hand, and the orientation adjustment mechanism, the front end of the arm 7 and the height adjustment mechanism 5 on the other hand.
  • the height adjustment mechanism 5 and the orientation adjustment mechanism 6 are arranged on either side of the direction of alignment of the half-axles of the rear wheels 10.
  • This configuration makes it possible in particular to use a height adjustment mechanism 5 at the chassis 3, further forward, without unbalancing the grader 1 given the weight of the tool 4.
  • the weight of the grader 1 at each wheel 10, 12 is thus better distributed, and lower because the elements of the mechanical coupling of the tool 4 with the chassis 3 having a weight carried at the rear require less compensation at the front.
  • This compensation is carried out in a known manner by arranging heavier mechanical elements 11 such as a motor in front of the grader 1.
  • the height adjustment mechanisms 5 and orientation 6 preferably operate synergistically when leveling a concrete surface so as to keep the elevation masts 81 in a vertical position and to validly exploit the signals from the receivers 82.
  • the cylinder of the height adjustment mechanism 5 is retracted, and the cylinder of the orientation adjustment mechanism 6 is extended to keep the lifting masts 81 vertical, and therefore maintain an appropriate angle of attack of the concrete 2 with the tool 4.
  • the cylinder of the height adjustment mechanism 5 is extended to bring the tool 4 sufficiently low, while the cylinder of the orientation adjustment mechanism 6 is retracted to keep the elevation masts 81 vertical, and thus maintain an appropriate angle of attack of the concrete with the tool 4.
  • the adjustment mechanisms 5, 6 can however also operate in such a way as not to maintain a vertical position of the lifting masts 81. This is the case for example in figure 2 where the jacks constituting these adjustment mechanisms 5, 6 are retracted to the maximum, which makes it easier to clean the tool 4 by raising it on the one hand, and tilting it on the other hand. It is thus very easy for an operator facing the tool 4 to clean the lower base of the latter which is generally in contact with the concrete 2.
  • the tool 4 comprises from front to back a scraper 46 for predefining a slope of the concrete surface 2; a tillage implement 42, 45 surmounted by the tool-carrying structure 9 and arranged to more finely define the concrete surface 2; and a rule 41 for leveling the concrete surface 2 and mechanically coupled in a cantilever manner to the tillage implement 42, 45 by an elastic suspension 48.
  • a motor 43 is mounted on the rule 41 to induce vibrations thereof, so as to compact and smooth the concrete 2.
  • the rule 41 finalizes the concrete surface 2.
  • the tillage implement 42, 45 comprises a screw (endless) 42 induced in rotation about an axis orthogonal to the vector V by a rotary motor 44.
  • the screw 42 is surrounded laterally and surmounted by a protective box 45 on which the lifting masts 81 are mounted.
  • This box 45 has a projecting end 47 making it possible to deport outside the concrete surface 2 the surplus concrete 2 carried by the screw 42.
  • the aforementioned elastic suspension 48 defining the mechanical coupling of the rule 41 to the ploughing instrument 42, 45 is detailed in figures 7 And 8 according to two views on either side of the elastic suspension 48.
  • This comprises a support 481 in the form of a rectangular structure comprising two end orifices within which are arranged elements of elastomer material 482, for example, to border the orifices.
  • the movements of the vibrating rule 41 are thus damped by the elastomer material 482.
  • a stop 484 can further be mounted on the box 45 and fixed to the first axis 485 via another fixing part 487, capable to constitute an extension of the aforementioned fixing part 488. The stop 484 thus implemented further limits the movements of the rules 41.
  • the aforementioned elastic suspension 48 is particularly advantageous when an inclinometer is mounted on the box 45 to minimize the transmission of vibration or other movements of the rule 41 to the inclinometer.
  • the invention relates to a grader 1 for leveling a concrete surface 2.
  • the grader 1 is provided with a leveling tool 4 adjustable both in height and in orientation by means of mechanisms 5, 6 arranged in such a way as to make it possible to lighten the grader 1.

Landscapes

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  • Structural Engineering (AREA)
  • On-Site Construction Work That Accompanies The Preparation And Application Of Concrete (AREA)

Abstract

L'invention concerne une niveleuse (1) pour niveler une surface de béton (2). La niveleuse (1) est munie d'un outil de nivèlement (4) réglable à la fois en hauteur et en orientation au moyen de mécanismes (5, 6) agencés de telle façon à permettre d'alléger la niveleuse (1).The invention relates to a leveler (1) for leveling a concrete surface (2). The leveler (1) is provided with a leveling tool (4) adjustable both in height and in orientation by means of mechanisms (5, 6) arranged in such a way as to make it possible to lighten the leveler (1).

Description

Domaine techniqueTechnical field

L'invention concerne une machine pour niveler une surface de béton.The invention relates to a machine for leveling a concrete surface.

Art antérieurPrior art

Dans le but de niveler une surface de béton non pris (ou non durci), il est connu d'utiliser une machine, appelée « niveleuse », munie d'un outil dédié à cet effet, dit « outil de nivèlement ». L'invention concerne les niveleuses pour lesquels l'outil est couplé mécaniquement à une structure mécanique porte-outil agencée en porte-à-faux à une extrémité d'un châssis de la niveleuse, de telle sorte que le châssis et l'outil se déplacent ensemble, en se suivant dans cet ordre selon une trajectoire de déplacement de la niveleuse, à distance essentiellement constante l'un de l'autre au fur et à mesure du nivèlement de la surface.For the purpose of leveling a surface of unset (or unhardened) concrete, it is known to use a machine, called a "grader", equipped with a tool dedicated to this purpose, called a "leveling tool". The invention relates to graders for which the tool is mechanically coupled to a mechanical tool-carrying structure arranged in a cantilever manner at one end of a chassis of the grader, such that the chassis and the tool move together, following each other in this order along a movement path of the grader, at an essentially constant distance from each other as the surface is leveled.

Ce type de niveleuses est typiquement de petite taille et de faible poids. Le châssis est monté sur des roues, celles-ci étant prévues pour se déplacer dans le béton non nivelé en tirant l'outil lors du nivèlement de la surface. Les publications US 2003/068200 A1 et US 8,038,366 B2 , ci-après notées respectivement D1 et D2, divulguent de telles niveleuses.This type of grader is typically small in size and light in weight. The chassis is mounted on wheels, which are designed to move across unleveled concrete, pulling the implement while leveling the surface. Publications US 2003/068200 A1 And US 8,038,366 B2 , hereinafter referred to as D1 and D2 respectively, disclose such graders.

Comme il est divulgué, par exemple, en figure 16 de D1 et en figures 11 et 17 de D2, que l'outil de nivèlement peut être réglé en hauteur par un ou plusieurs vérins. Ceux-ci peuvent être agencés le long de mâts supportés au niveau de la structure porte-outil (référence 318 de la figure 16 de D1 et référence 330 de la figure 17 de D2) et entre le châssis et la structure porte-outil (référence 321 de la figure 16 de D1 et référence 230 de la figure 11 de D2). Des vérins à ces deux emplacements distincts sont utilisés dans D1 de sorte que la hauteur de l'outil de nivèlement soit principalement déterminée par le vérin agencé entre le châssis et la structure porte-outil, le ou les vérins agencés le long de mâts au niveau de la structure porte-outil étant utilisés pour des ajustements minimes de hauteur.As disclosed, for example, in Figure 16 of D1 and Figures 11 and 17 of D2, the leveling tool may be height adjusted by one or more jacks. These may be arranged along masts supported at the tool carrier structure (reference 318 of Figure 16 of D1 and reference 330 of Figure 17 of D2) and between the chassis and the tool carrier structure (reference 321 of Figure 16 of D1 and reference 230 of Figure 11 of D2). Jacks at these two separate locations are used in D1 such that the height of the leveling tool is primarily determined by the jack arranged between the chassis and the tool carrier structure, with the jack(s) arranged along masts at the tool carrier structure being used for minor height adjustments.

Un maintien en orientation de l'outil de nivèlement au moyen de tendeur ou de barre d'appui est également connu de l'art antérieur (référence 325 de la figure 16 de D1 et référence 234 de la figure 11 de D2). Un tel tendeur est monté entre le châssis et la structure porte-outil. Dans ces exemples, un ou plusieurs bras de structure s'étendent aussi entre le châssis et la structure porte-outil dans le but de supporter l'outil de nivèlement (référence 323 de la figure 16 de D1 et référence 232 de la figure 11 de D2).Maintaining the orientation of the leveling tool by means of a tensioner or support bar is also known from the prior art (reference 325 of figure 16 of D1 and reference 234 of figure 11 of D2). Such a tensioner is mounted between the frame and the tool-carrying structure. In these examples, one or more structure arms also extend between the frame and the tool-carrying structure for the purpose of supporting the leveling tool (reference 323 of Figure 16 of D1 and reference 232 of Figure 11 of D2).

De nos jours, l'équilibre et la minimisation du poids de telles niveleuses reste un défi. En effet, d'une part, l'outil de nivèlement et la structure porte-outil sont en général assez lourds. Leur maintien en porte-à-faux du châssis nécessite dès lors une répartition adaptée du poids au niveau du châssis pour éviter un basculement de la niveleuse en arrière sur son outil de nivèlement. D'autre part, ces niveleuses restent en général trop lourdes pour opérer sur des treillis ou des isolants qui ont une faible résistance à l'écrasement.Nowadays, balancing and minimizing the weight of such graders remains a challenge. On the one hand, the leveling tool and the tool-carrying structure are generally quite heavy. Their maintenance in cantilever of the chassis therefore requires an appropriate weight distribution at the chassis level to prevent the grader from tipping backwards onto its leveling tool. On the other hand, these graders generally remain too heavy to operate on mesh or insulation that have low crushing resistance.

Exposé de l'inventionDisclosure of the invention

Un objet de l'invention est de fournir une niveleuse pour niveler une surface de béton qui soit suffisamment légère pour de telles applications.An object of the invention is to provide a grader for leveling a concrete surface which is sufficiently light for such applications.

À cet effet, l'invention propose une niveleuse, comprenant :

  • un châssis monté sur des roues agencées pour déplacer la niveleuse ;
  • un outil de nivèlement couplé mécaniquement en porte-à-faux au châssis via une structure porte-outil et agencé pour se déplacer sur la surface de béton ;
  • un mécanisme de réglage en hauteur de la structure porte-outil et de l'outil de nivèlement par rapport au châssis ;
  • un mécanisme de réglage en orientation de la structure porte-outil et de l'outil de nivèlement par rapport au châssis ;
  • un bras de maintien en hauteur de la structure porte-outil et de l'outil de nivèlement par rapport au châssis, comprenant une extrémité arrière montée
sur la structure porte-outil, et une extrémité avant opposée ;
dans laquelle les mécanismes de réglage en orientation et de réglage en hauteur sont montés de part et d'autre de l'extrémité avant du bras.For this purpose, the invention proposes a grader, comprising:
  • a chassis mounted on wheels arranged to move the grader;
  • a leveling tool mechanically coupled in a cantilever manner to the chassis via a tool-carrying structure and arranged to move over the concrete surface;
  • a mechanism for adjusting the height of the tool-carrying structure and the leveling tool relative to the chassis;
  • a mechanism for adjusting the orientation of the tool-carrying structure and the leveling tool relative to the chassis;
  • an arm for maintaining the height of the tool-carrying structure and the leveling tool relative to the chassis, comprising a rear end mounted
on the tool-carrying structure, and an opposite front end;
in which the orientation adjustment and height adjustment mechanisms are mounted on either side of the front end of the arm.

La niveleuse selon l'invention permet une répartition massique avantageuse induisant un poids réduit par rapport aux niveleuses semblables de l'art antérieur. En effet, dans le cadre de l'invention, les mécanismes de réglage en orientation et de réglage en hauteur ne sont pas agencés entre le châssis et la structure porte-outil ; ils sont montés de part et d'autre de l'extrémité avant du bras, ce qui permet d'en déporter un des deux, de préférence le mécanisme de réglage en hauteur, au niveau du châssis, en avant du bras, et ainsi de réduire le poids en arrière du châssis, entre le châssis et la structure porte-outil. Ceci permet par conséquent de réduire globalement le poids de la niveleuse.The grader according to the invention allows an advantageous mass distribution inducing a reduced weight compared to similar graders of the prior art. Indeed, in the context of the invention, the orientation adjustment mechanisms and height adjustment mechanisms are not arranged between the chassis and the tool-carrying structure; they are mounted on either side of the front end of the arm, which makes it possible to offset one of the two, preferably the height adjustment mechanism, at the chassis, in front of the arm, and thus to reduce the weight behind the chassis, between the chassis and the tool-carrying structure. This consequently makes it possible to reduce the overall weight of the grader.

De préférence, ce poids est d'au plus 800 kg, et plus préférentiellement, il est d'environ 750 kg pour une machine dont l'outil a une largeur utile d'au moins 3 m. Cette réduction de poids permet à la niveleuse d'opérer sur des treillis ou des isolants qui ont une faible résistance à l'écrasement. Ainsi, elle peut être utilisé dans la fabrication d'une surface de béton prévue pour une zone réfrigérée ou d'une surface de béton hybride, comprenant par exemple des fibres recyclées, ou même encore d'une surface de béton sur un treillis présentant une faible épaisseur de béton, par exemple une dizaine de centimètres, surmontant le treillis.Preferably, this weight is at most 800 kg, and more preferably, it is approximately 750 kg for a machine whose tool has a useful width of at least 3 m. This weight reduction allows the grader to operate on meshes or insulations that have low crushing resistance. Thus, it can be used in the manufacture of a concrete surface intended for a refrigerated area or a hybrid concrete surface, comprising for example recycled fibers, or even a concrete surface on a mesh having a small thickness of concrete, for example about ten centimeters, surmounting the mesh.

Dans le cadre de ce document, le terme « niveleuse » est interchangeable avec les termes « machine pour niveler » ou plus généralement avec les termes « machine pour traiter » dans le cas où le traitement comprend un nivèlement de béton non pris, cette opération étant connue sous le nom anglais de « screed ».For the purposes of this document, the term "grader" is interchangeable with the terms "levelling machine" or more generally with the terms "treating machine" in the case where the treatment includes levelling of unset concrete, this operation being known under the English name of "screed".

Dans le cadre de ce document, le terme « béton » fait en général référence, dans un état non pris (ou non durci), à une pâte souple à homogénéité variable, comprenant de préférence un mélange d'un sable et d'un ciment, destinée à être coulée dans un espace dédié préalablement à son durcissement. Celui-ci survient après un temps de prise. L'espace dédié est, par exemple, un support, un moule ou une cavité. Le béton est un matériau de construction très largement connu qui permet de former des revêtements et des éléments de construction d'une grande solidité. Dans le cadre de la présente invention, le béton est de préférence coulé de façon à former une surface bétonnée.In the context of this document, the term "concrete" generally refers, in an unset (or unhardened) state, to a flexible paste of variable homogeneity, preferably comprising a mixture of sand and cement, intended to be cast in a dedicated space prior to its hardening. This occurs after a setting time. The dedicated space is, for example, a support, a mold or a cavity. Concrete is a very widely known construction material which makes it possible to form coatings and construction elements of great strength. In the context of the present invention, the concrete is preferably cast so as to form a concreted surface.

Le terme de « surface » n'est pas à comprendre dans ce document comme se référant à un objet (mathématique) strictement bidimensionnel. En particulier, comme le comprendrait un homme du métier, une surface de béton a forcément une certaine épaisseur de béton. Le terme « surface » est utilisé compte tenu du fait qu'en général, la surface extérieure du béton une fois prise et nivelée est celle qui est visible extérieurement, typiquement lors de la conception d'un revêtement, d'un sol ou d'une dalle en béton. Ainsi, par exemple, avant le nivèlement d'une surface de béton, le béton non pris et coulé dans l'espace dédié à la formation de la surface comprend en général des irrégularités et variations d'épaisseur formant un relief, d'où la nécessité de niveler cette surface avec une niveleuse prévue à cet effet. Ce béton ne s'étend dès lors pas uniquement de façon bidimensionnelle. De façon plus générale, dans le cadre de ce document, le terme « surface » est interchangeable avec le terme « étendue ».The term "surface" is not to be understood in this document as referring to a strictly two-dimensional (mathematical) object. In particular, as would be understood by a person skilled in the art, a concrete surface necessarily has a certain thickness of concrete. The term "surface" is used in view of the fact that in general, the exterior surface of the concrete once set and leveled is that which is visible externally, typically when designing a concrete covering, floor or slab. Thus, for example, before leveling a concrete surface, the unset concrete poured into the space dedicated to the formation of the surface generally includes irregularities and variations in thickness forming a relief, hence the need to level this surface with a grader intended for this purpose. This concrete therefore does not extend only in a two-dimensional way. More generally, in the context of this document, the term "surface" is interchangeable with the term "extent".

Le châssis de la niveleuse comprend une extrémité de châssis arrière et une extrémité de châssis avant. Le déplacement de la niveleuse se fait généralement de sorte que l'extrémité avant précède l'extrémité arrière selon la trajectoire suivie lors du nivèlement de la surface de béton. En particulier, les termes « avant » et « arrière » se réfèrent préférentiellement dans ce cadre à un positionnement à cet égard. Par exemple, un élément est en arrière (resp. avant) d'un autre s'il précède (resp. suit) celui-ci suivant un vecteur dirigé de l'extrémité de châssis arrière vers l'extrémité de châssis avant ou, en d'autres termes, selon ladite trajectoire. Ainsi, par exemple, l'outil de nivèlement est de préférence agencé en arrière du châssis de sorte qu'il est tiré par la niveleuse lors du nivèlement d'une surface de béton. Il est de préférence couplé au châssis via l'extrémité de châssis arrière susdite.The chassis of the grader comprises a rear chassis end and a front chassis end. The movement of the grader is generally carried out such that the front end precedes the rear end according to the trajectory followed when leveling the concrete surface. In particular, the terms "front" and "rear" preferably refer in this context to a positioning in this regard. For example, an element is behind (resp. in front of) another if it precedes (resp. follows) the latter according to a vector directed from the rear chassis end to the front chassis end or, in other words, according to said trajectory. Thus, for example, the leveling tool is preferably arranged behind the chassis such that it is pulled by the grader when leveling a concrete surface. It is preferably coupled to the chassis via the aforementioned rear chassis end.

Les termes de « réglage en hauteur » se réfèrent préférentiellement dans ce document à un réglage d'une distance séparant l'outil et de la structure porte-outil de la surface de béton, ou alternativement, d'un plan sur lequel repose les roues (« plan de support des roues »), ou alternativement, d'un plan selon lequel s'étend le châssis. Le terme « hauteur » a en particulier la signification tout à fait usuelle que lui donnerait un homme du métier dans le contexte technique de l'invention.The terms "height adjustment" refer preferentially in this document to an adjustment of a distance separating the tool and the tool-carrying structure from the concrete surface, or alternatively, of a plane on which the wheels rest ("wheel support plane"), or alternatively, of a plane along which the chassis extends. The term "height" has in particular the entirely usual meaning that a person skilled in the art would give it in the technical context of the invention.

Le mécanisme de réglage en hauteur permet de modifier la hauteur relative de l'outil et du porte-outil par rapport au châssis en fonction du type de nivèlement souhaité, par exemple, selon l'épaisseur de béton sous-jacente. Le mécanisme de réglage en hauteur permet de préférence d'obtenir une amplitude de variation en hauteur d'au moins 25 cm, de préférence d'environ 40 cm. Cette hauteur varie par exemple d'environ 5 cm (à 2,5 cm près) au-dessus du plan de support des roues pour de petites épaisseurs de béton, à environ 40 cm (à 2,5 cm près) au-dessus du plan de support des roues pour des grande épaisseurs de béton.The height adjustment mechanism allows the relative height of the tool and the tool holder to be changed relative to the chassis depending on the type of leveling desired, for example, depending on the thickness of the underlying concrete. The height adjustment mechanism preferably allows a variation amplitude to be obtained in height of at least 25 cm, preferably about 40 cm. This height varies for example from about 5 cm (to within 2.5 cm) above the wheel support plane for small concrete thicknesses, to about 40 cm (to within 2.5 cm) above the wheel support plane for large concrete thicknesses.

Les termes de « réglage en orientation » se réfèrent préférentiellement dans ce document à un réglage d'un angle d'attaque de la surface de béton par l'outil. Dans le cas d'un outil comprenant une règle à araser la surface de béton comme il sera décrit ci-après, cet angle est par exemple celui entre un plan selon lequel une surface de contact de la règle avec la surface de béton (« surface d'opération de la règle ») et le plan de support des roues ou, alternativement, l'angle entre la surface d'opération de la règle et un plan selon lequel s'étend le châssis. Le terme « orientation » a en particulier la signification tout à fait usuelle que lui donnerait un homme du métier dans le contexte technique de l'invention.The terms "orientation adjustment" preferably refer in this document to an adjustment of an angle of attack of the concrete surface by the tool. In the case of a tool comprising a rule for leveling the concrete surface as will be described below, this angle is for example that between a plane according to which a contact surface of the rule with the concrete surface ("operating surface of the rule") and the support plane of the wheels or, alternatively, the angle between the operating surface of the rule and a plane according to which the chassis extends. The term "orientation" has in particular the entirely usual meaning that a person skilled in the art would give it in the technical context of the invention.

Le mécanisme de réglage en orientation permet de préférence d'obtenir une amplitude de variation dudit angle d'au moins 30°, et de préférence d'environ 45°. Le mécanisme de réglage en orientation permet de modifier cet angle en fonction du type de nivèlement souhaité. Il est généralement utilisé en combinaison avec le mécanisme de réglage en hauteur. En effet, comme les deux mécanismes sont montés (en série) de part et d'autre de l'extrémité avant du bras, une modification de la hauteur susdite dans la plupart des réalisations de l'invention est susceptible d'affecter l'orientation du bras, du mécanisme de réglage d'orientation et donc de l'outil et de la structure porte-outil. Le mécanisme de réglage d'orientation permet alors de rétablir l'orientation de l'outil et de la structure porte-outil pour que l'angle susdit reste constant comme représenté aux figures 3 et 4 ci-après introduites.The orientation adjustment mechanism preferably makes it possible to obtain an amplitude of variation of said angle of at least 30°, and preferably of approximately 45°. The orientation adjustment mechanism makes it possible to modify this angle according to the type of leveling desired. It is generally used in combination with the height adjustment mechanism. Indeed, as the two mechanisms are mounted (in series) on either side of the front end of the arm, a modification of the aforementioned height in most embodiments of the invention is likely to affect the orientation of the arm, of the orientation adjustment mechanism and therefore of the tool and of the tool-holder structure. The orientation adjustment mechanism then makes it possible to re-establish the orientation of the tool and of the tool-holder structure so that the aforementioned angle remains constant as shown in figures 3 And 4 hereinafter introduced.

Le mécanisme de réglage en orientation peut aussi être utilisé à d'autres fins comme pour orienter au maximum l'outil transversalement vers un opérateur dans le but de nettoyer l'outil. Cette application est en particulier illustrée en figure 2 ci-après introduite.The orientation adjustment mechanism can also be used for other purposes such as to orient the tool transversely towards an operator as much as possible for the purpose of cleaning the tool. This application is particularly illustrated in figure 2 hereinafter introduced.

Le mécanisme de réglage en hauteur (resp. en orientation) comprend, et de préférence correspond essentiellement à, un vérin, de préférence hydraulique, et de préférence agencé linéairement, sans que l'invention n'y soit toutefois limitée. D'autres types d'actionneurs peuvent être utilisés dans le cadre de l'invention. Un tel vérin a toutefois l'avantage d'être simple à mettre en oeuvre, tout en étant apte à développer une force importante, et à permettre un mouvement de l'outil et de la structure porte-outil en hauteur (resp. en orientation) dans un intervalle déterminé.The height (or orientation) adjustment mechanism comprises, and preferably essentially corresponds to, a cylinder, preferably hydraulic, and preferably arranged linearly, without the invention being limited thereto. Other types of actuators may be used within the scope of the invention. However, such a cylinder has the advantage of being simple to implement, while being able to develop a significant force, and to allow movement of the tool and the tool-holder structure in height (resp. in orientation) within a determined interval.

Le bras de maintien en hauteur (dit « le bras ») correspond de préférence à une structure mécanique rigide destinée à supporter et/ou maintenir le couplage mécanique entre, d'une part, la structure porte-outil (et l'outil qui y est couplé) et, d'autre part, le châssis. Le bras permet en particulier de supporter et/ou maintenir les mécanismes de réglage en hauteur et en orientation montés sur son extrémité avant.The height-holding arm (called "the arm") preferably corresponds to a rigid mechanical structure intended to support and/or maintain the mechanical coupling between, on the one hand, the tool-carrying structure (and the tool coupled thereto) and, on the other hand, the chassis. The arm makes it possible in particular to support and/or maintain the height and orientation adjustment mechanisms mounted on its front end.

Le bras peut présenter diverses formes. Il s'étend de la structure porte-outil sur laquelle il est monté, jusqu'au niveau du châssis. Il s'étend ainsi « de l'arrière vers l'avant » de la niveleuse selon l'introduction précédente de ces deux termes, de sorte qu'il présente une extrémité arrière montée sur la structure porte-outil et une extrémité avant opposée à l'extrémité arrière, en particulier selon la direction avant-arrière. Le bras s'étend également de préférence en hauteur, de sorte qu'il présente une forme en partie oblique. De préférence, l'extrémité avant surplombe l'extrémité arrière. Ceci permet avantageusement de monter les mécanismes de réglage en orientation et en hauteur sur l'extrémité avant du bras en surplomb par rapport à l'outil et à la structure porte-outil, et donc de contrôler les mouvements de ceux-ci par le haut.The arm may have various shapes. It extends from the tool-carrying structure on which it is mounted, up to the chassis level. It thus extends "from the back to the front" of the grader according to the previous introduction of these two terms, so that it has a rear end mounted on the tool-carrying structure and a front end opposite the rear end, in particular in the front-rear direction. The arm also preferably extends in height, so that it has a partly oblique shape. Preferably, the front end overhangs the rear end. This advantageously makes it possible to mount the orientation and height adjustment mechanisms on the front end of the arm overhanging the tool and the tool-carrying structure, and therefore to control the movements of these from above.

De préférence, le bras a une forme sensiblement pyramidale. Cette forme a l'avantage de lui conférer une bonne rigidité tout en fournissant un espace sous cette forme permettant d'agencer divers composants hydrauliques et électriques. Cette forme peut être décrite plus précisément comme suit.Preferably, the arm has a substantially pyramidal shape. This shape has the advantage of giving it good rigidity while providing space in this shape for arranging various hydraulic and electrical components. This shape can be more precisely described as follows.

Selon une réalisation illustrée sur les figures ci-après introduites, le bras peut présenter deux volets d'extension obliques en miroir l'un face à l'autre selon deux surfaces trapézoïdales ou triangulaires qui se rejoignent en l'extrémité avant. Les surfaces permettent d'accroître la rigidité du bras. Elles sont creusées d'un orifice interne pour limiter le poids du bras selon une réalisation optionnelle. Les surfaces se prolongent de préférence chacune par une barre de maintien dont l'extrémité arrière est montée sur la structure porte-outil. Chaque barre est un prolongement « inférieur » d'une surface dans le sens où la surface surmonte la barre. La barre à cet endroit renforce la rigidité du bras, en contribuant à alléger la partie du bras orientée vers l'arrière, c'est-à-dire vers la structure porte-outil. L'extrémité arrière du bras comprend alors deux parties disjointes constituées par l'extrémité arrière de chaque barre.According to an embodiment illustrated in the figures introduced below, the arm may have two oblique extension flaps mirrored one another along two trapezoidal or triangular surfaces which meet at the front end. The surfaces make it possible to increase the rigidity of the arm. They are hollowed out with an internal orifice to limit the weight of the arm according to an optional embodiment. The surfaces are preferably each extended by a retaining bar whose end rear is mounted on the tool-carrying structure. Each bar is a "lower" extension of a surface in the sense that the surface surmounts the bar. The bar at this location reinforces the rigidity of the arm, by helping to lighten the part of the arm facing rearward, i.e. towards the tool-carrying structure. The rear end of the arm then comprises two separate parts formed by the rear end of each bar.

Le bras, et plus précisément son extrémité arrière, est de préférence monté sur la structure porte-outil par l'intermédiaire d'une liaison pivot. Cette liaison pivot est double et agencée en l'extrémité arrière des barres dans la réalisation susdite. Elle permet de mettre en oeuvre une rotation relative de la structure porte-outil par rapport au bras, c'est-à-dire son tangage.The arm, and more precisely its rear end, is preferably mounted on the tool-carrying structure by means of a pivot connection. This pivot connection is double and arranged at the rear end of the bars in the aforementioned embodiment. It makes it possible to implement a relative rotation of the tool-carrying structure with respect to the arm, i.e. its pitching.

Le bras est également (et évidemment) couplé mécaniquement au châssis dans la niveleuse selon l'invention. Ce couplage est réalisé de façon préférée par l'intermédiaire d'une liaison pivot, de sorte que le bras est monté sur le châssis via cette liaison pivot. La partie du bras ainsi liée au châssis est typiquement en avant du bras, sans toutefois correspondre à l'extrémité avant. Dans la réalisation d'un bras comprenant deux volets obliques orienté en avant vers le haut, et prolongés inférieurement par deux barres inférieures comme décrit précédemment, la liaison est de préférence prévue en extrémité avant de chaque barre, celle-ci-étant alors surmontée ou surplombée par l'extrémité avant (globale) du bras. La liaison pivot est donc double dans ce cas. La liaison pivot entre le bras et le châssis permet de plus généralement mettre en oeuvre une rotation relative du bras par rapport au châssis lorsque le mécanisme de réglage en hauteur est actionné.The arm is also (and obviously) mechanically coupled to the chassis in the grader according to the invention. This coupling is preferably achieved by means of a pivot connection, so that the arm is mounted on the chassis via this pivot connection. The part of the arm thus connected to the chassis is typically in front of the arm, without however corresponding to the front end. In the production of an arm comprising two oblique flaps oriented forwards upwards, and extended lower by two lower bars as described above, the connection is preferably provided at the front end of each bar, the latter then being surmounted or overhung by the front (overall) end of the arm. The pivot connection is therefore double in this case. The pivot connection between the arm and the chassis more generally makes it possible to implement a relative rotation of the arm relative to the chassis when the height adjustment mechanism is actuated.

Dans le cadre de ce document, les termes « de part et d'autre » sont utilisés pour situer physiquement des éléments, notamment les mécanismes de réglage en hauteur et en orientation, de chaque côté d'un autre élément, ces côtés étant de préférence opposés. En particulier, et de préférence, le mécanisme de réglage en orientation est monté d'un côté arrière de l'extrémité avant du bras, alors que le mécanisme de réglage en hauteur est monté d'un côté avant, à l'opposé dudit côté arrière, de l'extrémité avant du bras.For the purposes of this document, the terms "on either side" are used to physically locate elements, including height and orientation adjustment mechanisms, on either side of another element, these sides preferably being opposite. In particular, and preferably, the orientation adjustment mechanism is mounted on a rear side of the front end of the arm, while the height adjustment mechanism is mounted on a front side, opposite said rear side, of the front end of the arm.

L'usage, dans ce document, du verbe « comprendre », ou de ses variantes, ainsi que leurs conjugaisons, n'exclut aucunement la présence d'éléments autres que ceux mentionnés. De façon semblable, l'usage, dans ce document, de l'article indéfini « un », « une », ou de l'article défini « le », « la » ou « l' », pour introduire un élément n'exclut pas la présence d'une pluralité de ces éléments.The use in this document of the verb "to understand", or its variants, as well as their conjugations, does not exclude the presence of elements other than those mentioned. Similarly, the use in this document of the indefinite article "un", "une", or the definite article "le", "la" or "l'", to introduce an element does not exclude the presence of a plurality of these elements.

D'autres caractéristiques permettent de renforcer et préciser les avantages techniques procurés par cet agencement avantageux du bras et des mécanismes de réglage en termes d'une meilleure répartition des masses et d'une diminution du poids de la niveleuse. Ces caractéristiques sont explicitées ci-après pour une niveleuse comprenant un essieu arrière supportant deux des roues (typiquement les deux roues les plus en arrière) ou de façon équivalente, de deux demi-essieux arrière, chacun supportant une des roues, et qui sont de préférence alignés selon une direction d'alignement :

  • le mécanisme de réglage en hauteur et l'outil sont de préférence agencés de part et d'autre de l'essieu arrière ou des deux demi-essieux arrières ; et
  • de préférence le mécanisme de réglage en orientation et le mécanisme de réglage en hauteur sont agencés de part et d'autre de l'essieu arrière ou des deux demi-essieux arrière ; et/ou
  • de préférence l'extrémité avant du bras surmonte, et est plus préférentiellement agencée au niveau de, l'essieu arrière ou la direction d'alignement des deux demi-essieux arrière.
Other features serve to reinforce and clarify the technical advantages provided by this advantageous arrangement of the arm and the adjustment mechanisms in terms of better distribution of masses and a reduction in the weight of the grader. These features are explained below for a grader comprising a rear axle supporting two of the wheels (typically the two rearmost wheels) or, equivalently, two rear half-axles, each supporting one of the wheels, and which are preferably aligned in an alignment direction:
  • the height adjustment mechanism and the tool are preferably arranged on either side of the rear axle or both rear half-axles; and
  • preferably the orientation adjustment mechanism and the height adjustment mechanism are arranged on either side of the rear axle or of the two rear half-axles; and/or
  • preferably the front end of the arm surmounts, and is more preferably arranged at, the rear axle or the direction of alignment of the two rear half-axles.

De préférence, le mécanisme de réglage en orientation est monté d'une part sur l'extrémité avant du bras, et d'autre part sur la structure porte-outil.Preferably, the orientation adjustment mechanism is mounted on the one hand on the front end of the arm, and on the other hand on the tool-carrying structure.

De préférence, le mécanisme de réglage en hauteur est monté d'une part sur le châssis, et d'autre part sur l'extrémité avant du bras.Preferably, the height adjustment mechanism is mounted on the one hand on the frame, and on the other hand on the front end of the arm.

En particulier, ces réalisations induisent une série de couplages successifs à partir de la structure porte-outil jusqu'au châssis via le mécanisme de réglage en orientation, l'extrémité avant du bras, et le mécanisme de réglage en hauteur. Ces couplages permettent de déplacer en hauteur et d'orienter adéquatement l'outil (et la structure porte-outil) tout en déportant une partie des mécanismes au niveau du châssis, soit davantage en avant, par rapport à une configuration dans laquelle le bras et les mécanismes de réglage en orientation et en hauteur seraient tout trois au même niveau, entre la structure porte-outil et le châssis, ce qui induit une bien meilleure répartition du poids au niveau de chaque roues de la niveleuse, et entre les essieux ou demi-essieux avant et arrière supportant les roues, d'où un gain de poids global de la niveleuse.In particular, these embodiments induce a series of successive couplings from the tool-carrying structure to the chassis via the orientation adjustment mechanism, the front end of the arm, and the height adjustment mechanism. These couplings make it possible to move the tool (and the tool-carrying structure) in height and to orient it adequately while offsetting part of the mechanisms at the chassis level, i.e. further forward, compared with a configuration in which the arms and the orientation and height adjustment mechanisms would all be at the same level, between the tool-carrying structure and the chassis, which induces a much better distribution of weight at the level of each wheel of the grader, and between the front and rear axles or half-axles supporting the wheels, hence a gain in overall weight of the grader.

Les montages susdits peuvent être réalisés facilement de façon connue par l'homme du métier en mécanique comme il est en outre illustré sur les figures ci-après introduites, notamment lorsque les mécanismes en question sont des vérins hydrauliques.The above-mentioned assemblies can be easily produced in a manner known to those skilled in the art of mechanics as is further illustrated in the figures introduced below, in particular when the mechanisms in question are hydraulic cylinders.

Suivant l'un et/ou l'autre de ces montages :

  • le mécanisme de réglage en orientation, la structure porte-outil et le bras définissent des côtés d'une forme essentiellement triangulaire ou trapézoïdale de géométrie modifiable par le mécanisme de réglage en orientation ; et
  • de préférence, cette forme a un positionnement spatial par rapport au châssis modifiable par le mécanisme de réglage en hauteur ; et/ou
  • le mécanisme de réglage en hauteur, le châssis le bras définissent des côtés d'une autre forme essentiellement triangulaire ayant une géométrie modifiable par le mécanisme de réglage en hauteur.
Depending on one and/or the other of these assemblies:
  • the orientation adjustment mechanism, the tool-holding structure and the arm define sides of an essentially triangular or trapezoidal shape of geometry modifiable by the orientation adjustment mechanism; and
  • preferably, this shape has a spatial positioning relative to the chassis which can be modified by the height adjustment mechanism; and/or
  • the height adjustment mechanism, the frame, the arm define sides of another essentially triangular shape having a geometry modifiable by the height adjustment mechanism.

Les deux formes susdites ont un côté commun qui est défini par le bras et elles peuvent être considérées de façon coplanaire. Cet agencement mécanique avantageux induit une bonne rigidité du couplage entre la structure porte-outil et le châssis tout en restant simple à mettre en oeuvre suivant les objectifs techniques décrits en terme de poids de la niveleuse.The two aforementioned forms have a common side which is defined by the arm and they can be considered in a coplanar manner. This advantageous mechanical arrangement induces good rigidity of the coupling between the tool-carrying structure and the chassis while remaining simple to implement according to the technical objectives described in terms of the weight of the grader.

L'actionnement du mécanisme de réglage en orientation affecte la géométrie de la première forme susdite, tandis que l'actionnement du mécanisme de réglage en hauteur affecte la géométrie de la deuxième forme susdite et le positionnement de la première forme susdite, en inclinant celle-ci sans la déformer ni la modifier. De préférence, les liaisons pivot du bras avec la structure porte-outil et le châssis permettent la réalisation de ces mouvements.The actuation of the orientation adjustment mechanism affects the geometry of the aforementioned first shape, while the actuation of the height adjustment mechanism affects the geometry of the aforementioned second shape and the positioning of the aforementioned first shape, by tilting the latter without deforming or modifying it. Preferably, the pivot connections of the arm with the tool-holder structure and the chassis allow these movements to be carried out.

Afin d'alléger la niveleuse, il est préférable d'utiliser un châssis comprenant deux parties couplées mécaniquement par une articulation. Un tel châssis est plus léger sans pour autant perdre en maniabilité car la partie avant du châssis guide la partie arrière via l'articulation et/ou un vérin directionnel. Il n'est en outre pas nécessaire de prévoir un grand espace entre le châssis et les roues de façon à y agencer des moyens de direction, ce qui contribue également à un allègement de la niveleuse. Un tel châssis articulé permet également de conserver régulièrement un contact mécanique entre les roues et le sol sur lequel elles se déplacent même si le sol a des reliefs ou des irrégularités. Un tel châssis est dès lors avantageux à cet égard pour déplacer la niveleuse sur un treillis par exemple.In order to lighten the grader, it is preferable to use a chassis comprising two parts mechanically coupled by an articulation. Such a chassis is more lightweight without losing maneuverability because the front part of the chassis guides the rear part via the articulation and/or a directional cylinder. It is also not necessary to provide a large space between the chassis and the wheels in order to arrange steering means, which also contributes to lightening the grader. Such an articulated chassis also makes it possible to maintain regular mechanical contact between the wheels and the ground on which they move even if the ground has reliefs or irregularities. Such a chassis is therefore advantageous in this respect for moving the grader on a trellis for example.

Dans ce cas, le mécanisme de réglage en hauteur est de préférence monté au niveau de l'articulation. En d'autres termes, le montage de ce mécanisme sur le châssis de la niveleuse se fait en extrémité avant de la partie arrière du châssis, ou au plus loin de la structure porte-outil, ce qui contribue encore une fois à une meilleure répartition massique de la niveleuse.In this case, the height adjustment mechanism is preferably mounted at the articulation. In other words, the mounting of this mechanism on the grader chassis is done at the front end of the rear part of the chassis, or as far as possible from the tool-carrying structure, which again contributes to a better mass distribution of the grader.

Selon un mode de réalisation préféré, la niveleuse comprend un mécanisme d'ajustement en hauteur de l'outil par rapport à la structure porte-outil. Il s'agit de préférence d'un ou deux vérins d'élévation portant l'outil qui sont agencés de part et d'autre de la structure porte-outil. De façon connue, cet agencement peut être réalisé en supportant les vérins au moyen d'un ou deux mâts d'élévation. Le ou les vérins sont typiquement des vérins hydrauliques. D'autres vérins, comme des actionneurs électriques, ne se départirait toutefois pas du cadre de l'invention.According to a preferred embodiment, the grader comprises a mechanism for adjusting the height of the tool relative to the tool-carrying structure. This preferably involves one or two lifting cylinders carrying the tool which are arranged on either side of the tool-carrying structure. In a known manner, this arrangement can be achieved by supporting the cylinders by means of one or two lifting masts. The cylinder(s) are typically hydraulic cylinders. Other cylinders, such as electric actuators, would however not depart from the scope of the invention.

Le mécanisme d'ajustement en hauteur est configuré pour ajuster la hauteur relative de l'outil par rapport à la structure porte-outil, par exemple selon la qualité et la fluidité du béton, la tolérance de nivellement désirée et/ou des paramètres additionnels. L'ajustement en hauteur est de préférence rendu possible avec une amplitude d'ajustement de même ordre qu'une amplitude de réglage obtenue par le mécanisme de réglage en hauteur. Par exemple, l'amplitude d'ajustement peut être comprise entre 75 et 125% de l'amplitude de réglage ou réciproquement. Des valeurs respectives pour ces amplitudes sont par exemple de 30 et 40 cm, ou de 35 et 35 cm.The height adjustment mechanism is configured to adjust the relative height of the tool relative to the tool-carrying structure, for example according to the quality and flowability of the concrete, the desired leveling tolerance and/or additional parameters. The height adjustment is preferably made possible with an adjustment amplitude of the same order as an adjustment amplitude obtained by the height adjustment mechanism. For example, the adjustment amplitude may be between 75 and 125% of the adjustment amplitude or vice versa. Respective values for these amplitudes are for example 30 and 40 cm, or 35 and 35 cm.

Avantageusement, la détermination de la hauteur de l'outil est donc répartie entre les actions du mécanisme d'ajustement en hauteur et celles du mécanisme de réglage en hauteur, ce qui répartit les poids associés à ces mécanismes tout en limitant la hauteur des mâts et vérins agencés sur la structure porte-outil le cas échéant. Il est donc plus aisé d'utiliser la niveleuse dans des parkings souterrains présentant une hauteur généralement limitée car la hauteur n'est pas déterminée qu'au niveau de la structure porte-outil, ce qui nécessiterait une hauteur de mât et de vérins plus grande.Advantageously, the determination of the height of the tool is therefore distributed between the actions of the height adjustment mechanism and those of the mechanism height adjustment, which distributes the weights associated with these mechanisms while limiting the height of the masts and jacks arranged on the tool-carrying structure if applicable. It is therefore easier to use the grader in underground car parks with a generally limited height because the height is not determined only at the level of the tool-carrying structure, which would require a greater height of mast and jacks.

De plus, des amplitudes de réglage et d'ajustement en hauteur d'un même ordre permet de limiter les manipulations des mécanismes de réglage en hauteur et en orientation pendant chaque opération de nivèlement. En effet, l'amplitude d'ajustement est assez grande pour permettre d'ajuster adéquatement la hauteur de l'outil entre des surfaces de béton successives à niveler dans des conditions techniques définies (emplacement, type de béton, ...) Ainsi, la hauteur de l'outil et de la structure porte-outil est réglée globalement selon les opérations à réaliser en ajustant éventuellement la hauteur de l'outil via le mécanisme d'ajustement entre des surfaces de béton successives (par exemple, si la fluidité du béton varie au fil de la journée).In addition, adjustment and height adjustment amplitudes of the same order make it possible to limit the manipulations of the height and orientation adjustment mechanisms during each leveling operation. Indeed, the adjustment amplitude is large enough to allow the height of the tool to be adequately adjusted between successive concrete surfaces to be leveled under defined technical conditions (location, type of concrete, etc.). Thus, the height of the tool and the tool-holder structure is adjusted globally according to the operations to be carried out, possibly adjusting the height of the tool via the adjustment mechanism between successive concrete surfaces (for example, if the fluidity of the concrete varies throughout the day).

En outre, un mécanisme d'ajustement en hauteur comprenant deux vérins agencés de part et d'autre au niveau de la structure porte-outil permet d'incliner d'un angle d'au plus 10° l'outil par rapport à la structure porte-outil. Pour ce faire, il suffit d'ajuster la hauteur d'un côté de l'outil positivement au moyen d'un vérin, et la hauteur de l'autre côté de l'outil négativement au moyen de l'autre vérin. Ainsi, il est rendu possible de réaliser aisément un nivèlement en pente par rapport à la trajectoire de la niveleuse.In addition, a height adjustment mechanism comprising two cylinders arranged on either side at the level of the tool-carrying structure makes it possible to tilt the tool by an angle of up to 10° relative to the tool-carrying structure. To do this, it is sufficient to adjust the height of one side of the tool positively by means of one cylinder, and the height of the other side of the tool negatively by means of the other cylinder. Thus, it is made possible to easily carry out leveling on a slope relative to the path of the grader.

La détermination de la hauteur (ou élévation) de l'outil repose généralement sur un système laser comme il est connu d'un homme du métier. De façon plus précise, un plan de référence est généré dans la zone d'opération de la niveleuse au moyen d'une source d'un ou plusieurs faisceaux laser. Ce plan de référence peut ensuite être capté par des récepteurs montés sur la structure porte-outil, par exemple, sur les mâts d'élévation lorsqu'elle en comprend. Il est ainsi possible de s'assurer que l'outil (mais pas nécessairement la structure porte-outil) reste à une hauteur désirée par rapport à ce plan de référence, et donc que le nivèlement est réalisé selon la surface plane souhaitée. En cas de déviation par rapport à celle-ci, le mécanisme d'ajustement en hauteur permet d'ajuster la hauteur de l'outil, et ce sans qu'il soit nécessaire d'intervenir sur le mécanisme de réglage en hauteur. Un nivèlement au moyen d'un plan de référence généré par laser est en général désigné par le terme anglais « laser screed ». Il s'agit d'une réalisation préférée de l'invention, de sorte que la niveleuse est de préférence munie des récepteurs laser susdits montés sur la structure porte-outil.The determination of the height (or elevation) of the tool generally relies on a laser system as is known to a person skilled in the art. More precisely, a reference plane is generated in the operating area of the grader by means of a source of one or more laser beams. This reference plane can then be captured by receivers mounted on the tool-carrying structure, for example, on the elevation masts when it comprises them. It is thus possible to ensure that the tool (but not necessarily the tool-carrying structure) remains at a desired height relative to this reference plane, and therefore that the leveling is made according to the desired flat surface. In the event of deviation from this, the height adjustment mechanism allows the height of the tool to be adjusted, without it being necessary to intervene on the height adjustment mechanism. Leveling by means of a laser-generated reference plane is generally referred to as "laser screed". This is a preferred embodiment of the invention, so that the leveler is preferably provided with the aforementioned laser receivers mounted on the tool-carrying structure.

Toutefois, l'exploitation de cette technologie peut être entravée dans le cas où un obstacle physique serait présent entre la source du ou des faisceaux laser et les récepteurs, car les récepteurs ne peuvent pas capter le plan de référence. Pour surmonter cette difficulté, les vérins d'élévation sont de préférence équipés chacun d'un capteur de position. Ainsi, lorsque un ou plusieurs des récepteurs ne captent plus le plan de référence, la hauteur de l'outil peut être calquée sur sa ou leurs dernières valeurs de position connues grâce au ou aux capteurs de position via le ou les vérins d'élévation correspondant.However, the exploitation of this technology can be hampered in the case where a physical obstacle is present between the source of the laser beam(s) and the receivers, because the receivers cannot sense the reference plane. To overcome this difficulty, the elevation cylinders are preferably each equipped with a position sensor. Thus, when one or more of the receivers no longer sense the reference plane, the height of the tool can be modeled on its last known position value(s) thanks to the position sensor(s) via the corresponding elevation cylinder(s).

Selon un aspect avantageux de la présente invention, l'outil de la niveleuse présente un couplage mécanique particulier qui améliore le nivèlement obtenu. De façon connue, l'outil comprend de préférence :

  • un instrument aratoire agencé pour définir une pente de la surface de béton et surmonté par la structure porte-outil ;
  • une règle agencée pour araser la surface de béton couplée mécaniquement en porte-à-faux à l'instrument aratoire ;
  • un dispositif, par exemple un moteur vibratoire, monté sur la règle pour induire des vibrations de celle-ci.
La règle et l'instrument aratoire s'étendent de préférence perpendiculairement à la trajectoire de la niveleuse. L'instrument aratoire, tel que connu, peut comprendre une vis (sans fin) rotative et/ou un racleur s'étendant de préférence parallèlement à la règle. Il vise en général à définir la pente souhaitée pour la surface de béton tout en déportant latéralement du béton superflu à la formation de cette surface. La règle vibrante est agencée en porte-à-faux en arrière de l'instrument aratoire selon la trajectoire de la niveleuse. Elle a pour but de compacter et lisser le béton selon la pente définie par l'instrument aratoire.According to an advantageous aspect of the present invention, the grader tool has a particular mechanical coupling which improves the leveling obtained. In a known manner, the tool preferably comprises:
  • a tillage implement arranged to define a slope of the concrete surface and surmounted by the tool-carrying structure;
  • a rule arranged to level the concrete surface mechanically coupled in cantilever to the tillage implement;
  • a device, for example a vibrating motor, mounted on the ruler to induce vibrations in the ruler.
The rule and the tillage implement preferably extend perpendicular to the path of the grader. The tillage implement, as known, may comprise a rotating (worm) screw and/or a scraper preferably extending parallel to the rule. It generally aims to define the desired slope for the concrete surface while laterally deporting superfluous concrete to the formation of this surface. The vibrating rule is arranged in a cantilever behind the tillage implement according to the trajectory of the grader. Its purpose is to compact and smooth the concrete according to the slope defined by the tillage instrument.

Le couplage mécanique de la règle à l'instrument aratoire est classiquement tel qu'il permet à la règle de se déplacer de façon flottante sur la surface de béton en étant soumis à peu de contraintes. Par ailleurs, l'outil est en général muni d'un inclinomètre afin de surveiller l'orientation de l'outil, et donc la pente de la surface de béton nivelée par celui-ci. Cet inclinomètre est de préférence placé à distance de la règle, sur l'instrument aratoire, car il peut être perturbé par les vibrations de la règle. Or, le couplage mécanique de la règle avec l'instrument aratoire de façon à contraindre de façon minimale est propice à la transmission au moins partielle des vibrations de la règle, de sorte que l'inclinomètre et donc le résultat de nivèlement est susceptible d'en être affecté. Au-delà de ces considérations, il reste en outre préférable de pas soumettre l'instrument, et donc trop d'éléments mécaniques de la niveleuse, à des vibrations qui sont susceptibles d'affecter leur fonctionnement voire même leur durée de vie.The mechanical coupling of the rule to the tillage implement is typically such that it allows the rule to move in a floating manner on the concrete surface while being subjected to few constraints. Furthermore, the tool is generally equipped with an inclinometer in order to monitor the orientation of the tool, and therefore the slope of the concrete surface leveled by it. This inclinometer is preferably placed at a distance from the rule, on the tillage implement, because it can be disturbed by the vibrations of the rule. However, the mechanical coupling of the rule with the tillage implement so as to constrain minimally is conducive to the at least partial transmission of the vibrations of the rule, so that the inclinometer and therefore the leveling result is likely to be affected. Beyond these considerations, it is also preferable not to subject the instrument, and therefore too many mechanical elements of the grader, to vibrations which are likely to affect their operation or even their service life.

Afin de résoudre ces problèmes, l'outil de la niveleuse selon une réalisation préférée de l'invention est tel que la règle est couplée mécaniquement en porte-à-faux à l'instrument aratoire par une suspension élastique par laquelle un premier axe (mécanique) solidaire de la règle s'engage dans un support comprenant une matière élastomère, par exemple du caoutchouc.In order to solve these problems, the grader tool according to a preferred embodiment of the invention is such that the rule is mechanically coupled in a cantilever manner to the tillage implement by an elastic suspension by which a first (mechanical) axis integral with the rule engages in a support comprising an elastomeric material, for example rubber.

Cet engagement est tel que la partie de cet axe engagée dans le support est entourée au moins partiellement de la matière élastomère, ce qui amorti de façon avantageuse les vibrations de la règle, et diminue leur transmission à l'instrument aratoire, donc à l'inclinomètre éventuel. Les matières élastomères sont connues de l'homme du métier et possède une grande résistance élastique aux compressions et extensions. Elles ont l'avantage de supporter des déformations sans rompre en pouvant reprendre facilement leur forme initiale. Ce couplage mécanique est donc résistant, tout en permettant à la règle de flotter partiellement en arrière de l'instrument aratoire, en transmettant moins de vibration à celui-ci.This engagement is such that the part of this axis engaged in the support is surrounded at least partially by the elastomeric material, which advantageously dampens the vibrations of the rule, and reduces their transmission to the tillage instrument, therefore to the possible inclinometer. Elastomeric materials are known to those skilled in the art and have a high elastic resistance to compression and extension. They have the advantage of withstanding deformations without breaking while being able to easily return to their initial shape. This mechanical coupling is therefore resistant, while allowing the rule to float partially behind the tillage instrument, transmitting less vibration to it.

De préférence, un deuxième axe solidaire de l'instrument aratoire s'engage dans le support. Cet engagement est de préférence aussi tel que la partie de ce deuxième axe engagée dans le support soit entourée au moins partiellement de la matière élastomère, ce qui procure des avantages symétriques à ceux décrits ci-avant au niveau de l'instrument aratoire. L'engagement du deuxième axe dans le support permet un degré de variation en hauteur au sein de la matière élastomère et l'engagement du premier axe dans le support permet un degré de variation en orientation dans la matière élastomère.Preferably, a second axis integral with the tillage implement engages in the support. This engagement is preferably also such that the part of this second axis engaged in the support is at least partially surrounded by the elastomeric material, which provides advantages symmetrical to those described above at the level of the agricultural implement. The engagement of the second axis in the support allows a degree of variation in height within the elastomeric material and the engagement of the first axis in the support allows a degree of variation in orientation in the elastomeric material.

De préférence, les premier et deuxième axes s'engagent dans des orifices distincts du support prévus à cet effet, le support permettant de maintenir de façon rigide les deux orifices à distance l'un de l'autre. Chacun des orifices est bordé de la matière élastomère. Un bras de guidage élastique POSTA ® de type AS-PV est un exemple d'un tel support.Preferably, the first and second axes engage in separate orifices of the support provided for this purpose, the support making it possible to rigidly maintain the two orifices at a distance from each other. Each of the orifices is bordered by the elastomeric material. A POSTA ® elastic guide arm of the AS-PV type is an example of such a support.

De préférence, le premier axe est fixé mécaniquement à une butée montée sur l'instrument aratoire. Cette butée vise à contraindre le mouvement possible de la règle et donc, avantageusement, à limiter davantage les vibrations qu'elle peut transmettre à l'instrument aratoire, en conservant un déplacement de la règle sur la surface de béton partiellement flottant.Preferably, the first axis is mechanically fixed to a stop mounted on the tillage implement. This stop aims to constrain the possible movement of the rule and therefore, advantageously, to further limit the vibrations that it can transmit to the tillage implement, while maintaining a movement of the rule on the partially floating concrete surface.

D'autres caractéristiques de ces réalisations préférées de l'outil sont visibles au regard des figures 7 et 8 ci-après introduites. Par ailleurs, l'homme du métier comprendra que les considérations susdites relatives à l'outil dans ce document dépassent le cadre de l'invention telle qu'elle est revendiquée en revendication 1 et sont susceptibles de faire l'objet d'une invention à part entière pour tout type de niveleuse comprenant un tel outil de nivèlement.Other features of these preferred embodiments of the tool are visible in the light of the figures 7 And 8 hereinafter introduced. Furthermore, the person skilled in the art will understand that the above-mentioned considerations relating to the tool in this document go beyond the scope of the invention as claimed in claim 1 and are likely to be the subject of a separate invention for any type of grader comprising such a leveling tool.

Il est noté que les termes « premier » et « deuxième » sont employés dans ce document pour différencier deux éléments mécaniques, sans impliquer d'ordre entre ces éléments.It is noted that the terms "first" and "second" are used in this document to differentiate two mechanical elements, without implying any order between these elements.

Par ailleurs, en termes énergétiques, la niveleuse se distingue des machines citées dans l'art antérieur en ce qu'elle est de préférence totalement électrique. De façon plus précise, la niveleuse comprend préférentiellement une alimentation électrique, par exemple une ou plusieurs batteries, couplée à au moins un moteur électrique et à un système hydraulique pour alimenter des fonctionnalités de la niveleuse, ces fonctionnalités comprenant tout mouvement des roues et de l'outil. Préférentiellement, toutes les fonctionnalités de la machine sont ainsi alimentées.Furthermore, in terms of energy, the grader is distinguished from the machines cited in the prior art in that it is preferably fully electric. More specifically, the grader preferably comprises an electrical power supply, for example one or more batteries, coupled to at least one electric motor and a hydraulic system for powering functionalities of the grader, these features including any movement of the wheels and the tool. Preferably, all the features of the machine are thus powered.

Le système hydraulique comprend, quant à lui, de préférence des moteurs hydrauliques et/ou des actionneurs tel qu'il est connu de l'homme du métier. Ce système hydraulique permet par exemple d'induire une modification de la hauteur et de l'orientation de l'outil et de la structure porte-outil par les mécanismes de réglage en hauteur et en orientation comme détaillé ci-avant.The hydraulic system preferably comprises hydraulic motors and/or actuators as known to those skilled in the art. This hydraulic system makes it possible, for example, to induce a modification of the height and orientation of the tool and the tool-holder structure by the height and orientation adjustment mechanisms as detailed above.

Le fait que la machine soit totalement électrique, dans le sens susdit, permet d'éviter la solution d'alimentation énergétique de la machine par un ou plusieurs moteurs thermiques couplés à un système hydraulique. Cette solution est en effet polluante, peu écologique et peu efficace énergétiquement. De plus, comme ces niveleuses sont régulièrement utilisées dans des ateliers ou sites mi-clos il va sans dire que l'absence d'émission de gaz issus de la combustion de gasoil par le ou les moteurs thermiques est bénéfique pour la santé de tout personne opérant sur ou à la proximité de la niveleuse.The fact that the machine is fully electric, in the aforementioned sense, makes it possible to avoid the solution of powering the machine with one or more thermal engines coupled to a hydraulic system. This solution is indeed polluting, not very ecological and not very energy efficient. In addition, as these graders are regularly used in workshops or semi-enclosed sites, it goes without saying that the absence of gas emissions from the combustion of diesel by the thermal engine(s) is beneficial for the health of anyone operating on or near the grader.

L'invention propose enfin une méthode de fabrication d'une surface de béton comprenant une utilisation d'une niveleuse selon l'invention pour niveler la surface de béton.The invention finally provides a method of manufacturing a concrete surface comprising using a grader according to the invention to level the concrete surface.

Les modes de réalisation et les avantages de la niveleuse selon l'invention se transposent mutatis mutandis à la présente méthode.The embodiments and advantages of the grader according to the invention are transposed mutatis mutandis to the present method.

Brève description des figuresBrief description of the figures

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit pour la compréhension de laquelle il sera fait référence aux figures annexées parmi lesquelles :

  • la figure 1 illustre une vue tridimensionnelle d'une niveleuse selon un mode de réalisation de l'invention ;
  • la figure 2 illustre une vue schématique de côté d'une niveleuse selon un mode de réalisation de l'invention dont l'outil est en position de nettoyage ;
  • la figure 3 illustre une vue schématique de côté de la niveleuse de la figure 2 dont l'outil est en position de nivèlement d'une surface de béton épaisse ;
  • la figure 4 illustre une vue schématique de côté de la niveleuse de la figure 2 dont l'outil est en position de nivèlement d'une surface de béton fine ;
  • la figure 5 illustre une vue schématique de face de la niveleuse de la figure 2 dont l'outil est en position de nivèlement d'une surface de béton moyenne ;
  • la figure 6 illustre une vue du dessus de la niveleuse de la figure 5 ;
  • la figure 7 illustre une vue de côté de l'outil de la niveleuse de l'une quelconque des figures précédentes ;
  • la figure 8 illustre une vue agrandie tridimensionnelle d'un couplage mécanique entre la règle et l'instrument aratoire de l'outil de la figure 7, considérée à partir du côté opposé à celle la vue de la figure 7.
Other features and advantages of the present invention will appear on reading the following description, for the understanding of which reference will be made to the appended figures among which:
  • there figure 1 illustrates a three-dimensional view of a grader according to one embodiment of the invention;
  • there figure 2 illustrates a schematic side view of a grader according to an embodiment of the invention with the tool in the cleaning position;
  • there figure 3 illustrates a schematic side view of the grader of the figure 2 whose tool is in position to level a thick concrete surface;
  • there figure 4 illustrates a schematic side view of the grader of the figure 2 whose tool is in position to level a fine concrete surface;
  • there figure 5 illustrates a schematic front view of the grader of the figure 2 whose tool is in position to level an average concrete surface;
  • there figure 6 illustrates a top view of the grader of the figure 5 ;
  • there figure 7 illustrates a side view of the grader tool of any preceding figure;
  • there figure 8 illustrates a three-dimensional enlarged view of a mechanical coupling between the rule and the tillage implement of the tool of the figure 7 , viewed from the side opposite to that of the view of the figure 7 .

Les dessins des figures ne sont généralement pas à l'échelle. Des éléments semblables peuvent être dénotés par des références semblables dans les figures. En particulier, les éléments identiques et/ou analogues peuvent porter les mêmes références. En outre, la présence de numéros ou lettres de référence aux dessins n'est pas limitative, notamment lorsque ces numéros ou lettres sont indiqués dans les revendications.The drawings of the figures are generally not to scale. Similar elements may be denoted by similar references in the figures. In particular, identical and/or similar elements may bear the same references. Furthermore, the presence of reference numbers or letters in the drawings is not limiting, in particular when these numbers or letters are indicated in the claims.

Description de modes de réalisation de l'inventionDescription of embodiments of the invention

Il est présenté une description détaillée de modes de réalisation préférés de l'invention. Celle-ci est décrite avec des réalisations particulières et des références à des figures mais l'invention n'est pas limitée par celles-ci.A detailed description of preferred embodiments of the invention is presented. The invention is described with particular embodiments and references to figures but the invention is not limited thereby.

Les dessins et figures décrits ci-après sont en outre schématiques et ne sont pas limitants. L'homme du métier comprendra que les sources d'énergie ainsi que les connexions hydrauliques et électriques nécessaires à la mise en oeuvre de la niveleuse ne sont pas illustrées et commentées de façon systématique, leur mise en oeuvre relevant de sa pratique usuelle.The drawings and figures described below are furthermore schematic and are not limiting. The person skilled in the art will understand that the energy sources as well as the hydraulic and electrical connections necessary for the implementation of the grader are not illustrated and commented on systematically, their implementation falling within his usual practice.

Comme il est représenté sur les figures 1 à 6, la niveleuse 1 selon l'invention comprend un châssis 3 de base monté sur une paire de roues 12 dites « avant » et une paire de roues 10 dites « arrière ». Les roues avant 12 (resp. roues arrière 10) sont agencées au niveau du châssis 3 par des demi-essieux alignés comme il ressort de la figure 6 par exemple. Le châssis 3 se présente en deux parties : une partie dite « avant » 32, et une partie dite « arrière » 31, visibles en figures 1 et 6. Ces parties 31, 32 sont articulées ensemble par une articulation 33 qui est elle-même couplée à un ou plusieurs vérins de direction 34. Un tel châssis 3 présente l'avantage d'être léger et dirigeable sans prévoir d'espace entre le châssis 3 et les roues 10, 12 pour y agencer un mécanisme directionnel. En outre, l'articulation 33 permet aux roues 10, 12 d'être plus facilement en contact avec un sol sur lequel la niveleuse 1 opère, même si ce sol présent un relief.As it is depicted on the Figures 1 to 6 , the grader 1 according to the invention comprises a basic chassis 3 mounted on a pair of wheels 12 called "front" and a pair of wheels 10 called "rear". The front wheels 12 (resp. rear wheels 10) are arranged at the chassis 3 by aligned half-axles as can be seen from the figure 6 for example. Chassis 3 comes in two parts: a part called “front” 32, and a part called “rear” 31, visible in figures 1 And 6 . These parts 31, 32 are articulated together by a joint 33 which is itself coupled to one or more steering cylinders 34. Such a chassis 3 has the advantage of being light and steerable without providing space between the chassis 3 and the wheels 10, 12 to arrange a steering mechanism there. In addition, the joint 33 allows the wheels 10, 12 to be more easily in contact with a ground on which the grader 1 operates, even if this ground has a relief.

La niveleuse 1 est munie d'un outil 4 de nivèlement agencé en arrière de la partie 31 arrière du châssis. La niveleuse 1 se déplace de préférence vers l'avant, c'est-à-dire de sorte que sa partie 31 arrière de châssis suive sa partie 32 avant de châssis le long de sa trajectoire. En particulier, l'outil 4 est alors tiré par le reste de la niveleuse 1. Pour une trajectoire rectiligne, la niveleuse se déplace selon le vecteur V illustré en figure 6 orienté de l'arrière vers l'avant, comme discuté dans l'exposé de l'invention. Les termes « avant » et « arrière » sont utilisés pour définir une relation de positionnement de deux éléments par rapport au vecteur V. Une niveleuse 1 qui se déplacerait dans le sens opposé ne se départit toutefois pas du cadre de l'invention.The grader 1 is provided with a leveling tool 4 arranged behind the rear chassis part 31. The grader 1 preferably moves forward, that is to say so that its rear chassis part 31 follows its front chassis part 32 along its trajectory. In particular, the tool 4 is then pulled by the rest of the grader 1. For a straight trajectory, the grader moves according to the vector V illustrated in figure 6 oriented from rear to front, as discussed in the disclosure of the invention. The terms "front" and "rear" are used to define a positional relationship of two elements with respect to the vector V. A grader 1 that would move in the opposite direction, however, does not depart from the scope of the invention.

L'outil 4 susdit est couplé mécaniquement en porte-à-faux au châssis 3 par l'intermédiaire d'une structure porte-outil 9 supportant l'outil 4. Ce support est par exemple réalisé par deux mâts d'élévation 81 de l'outil 4 agencés symétriquement de part et d'autre sur la structure porte-outil 9 et sur lesquels sont montés des vérins d'élévations constituant un mécanisme d'ajustement en hauteur 8 de l'outil par rapport à la structure porte-outil 9. L'outil 4 est ainsi supporté à ses extrémités. De façon connue, chaque vérin d'élévation est surmonté d'un récepteur 82 laser pour détecter un plan de référence laser généré dans l'environnement d'opération de la niveleuse 1. Les vérins d'élévation sont contrôlés sur base de signaux émis par ces récepteurs 82, de façon à ajuster la hauteur de l'outil 4 par rapport au plan de référence et à garantir que le nivèlement se fait selon la pente et/ou le plan souhaité. Ces récepteurs 82 sont typiquement couplés par un élément de jonction 83 aux extrémités des mâts d'élévation 81 ou directement aux extrémités de l'outil 4.The aforementioned tool 4 is mechanically coupled in a cantilever manner to the chassis 3 by means of a tool-carrying structure 9 supporting the tool 4. This support is for example produced by two lifting masts 81 of the tool 4 arranged symmetrically on either side of the tool-carrying structure 9 and on which are mounted lifting cylinders constituting a height adjustment mechanism 8 of the tool relative to the tool-carrying structure 9. The tool 4 is thus supported at its ends. In a known manner, each elevation cylinder is surmounted by a laser receiver 82 for detecting a laser reference plane generated in the operating environment of the grader 1. The elevation cylinders are controlled on the basis of signals emitted by these receivers 82, so as to adjust the height of the tool 4 relative to the reference plane and to ensure that the leveling is done according to the desired slope and/or plane. These receivers 82 are typically coupled by a junction element 83 to the ends of the elevation masts 81 or directly to the ends of the tool 4.

La structure porte-outil 9 se présente sous la forme d'une poutre comprenant des attaches orientées vers le haut ou le bas, perpendiculairement à une direction principale d'extension de la poutre. Le couplage mécanique de l'outil 4 au châssis 3 via la structure porte-outil 9 est réalisée via un bras 7 de maintien en hauteur de la structure porte-outil 9 et de l'outil 4 par rapport au châssis.The tool-carrying structure 9 is in the form of a beam comprising attachments oriented upwards or downwards, perpendicular to a main direction of extension of the beam. The mechanical coupling of the tool 4 to the chassis 3 via the tool-carrying structure 9 is carried out via an arm 7 for maintaining the height of the tool-carrying structure 9 and the tool 4 relative to the chassis.

Ce bras 7 présente une forme sensiblement pyramidale ayant deux volets trapézoïdaux en symétrie miroir s'étendant de l'arrière vers l'avant, et en hauteur. Le bras 7 présente deux extensions inférieures sous forme de barres mécaniques prolongeant les volets susdits. Chaque barre comprend une extrémité arrière liée par liaison pivot 72 à une attache orientée vers le bas de la structure porte-outil 9, et une extrémité avant liée par liaison pivot 73 au châssis. Il s'ensuit que le bras 7 peut subir une rotation relative au châssis 3 et la structure porte-outil 9 peut subir une rotation relative au bras 7.This arm 7 has a substantially pyramidal shape having two trapezoidal flaps in mirror symmetry extending from the rear to the front, and in height. The arm 7 has two lower extensions in the form of mechanical bars extending the aforementioned flaps. Each bar comprises a rear end linked by a pivot connection 72 to a downwardly oriented attachment of the tool-carrying structure 9, and a front end linked by a pivot connection 73 to the chassis. It follows that the arm 7 can undergo a rotation relative to the chassis 3 and the tool-carrying structure 9 can undergo a rotation relative to the arm 7.

Le bras 7 présente une extrémité arrière consistant en les extrémités arrière des barres susdites (aux positions des liaisons pivots 72) et une extrémité avant à la jonction des deux volets susdits et autour de laquelle est agencée une pièce 71 de montage. L'extrémité arrière du bras 7 est formée des segments du bras 7 les plus en arrière et l'extrémité avant du bras 7 est formée du segment du bras 7 le plus en avant. Cette deuxième surplombe cette première, et surmonte la direction d'alignement des deux demi-essieux des roues 10 arrière, celle-ci étant au même niveau selon le vecteur V que l'extrémité avant du bras 7.The arm 7 has a rear end consisting of the rear ends of the aforementioned bars (at the positions of the pivot connections 72) and a front end at the junction of the two aforementioned flaps and around which a mounting part 71 is arranged. The rear end of the arm 7 is formed by the segments of the arm 7 furthest to the rear and the front end of the arm 7 is formed by the segment of the arm 7 furthest to the front. This second overhangs this first, and overcomes the direction of alignment of the two half-axles of the rear wheels 10, the latter being at the same level according to the vector V as the front end of the arm 7.

L'outil 4 et la structure porte-outil 9 peuvent être réglées en orientation ainsi qu'en hauteur par rapport au châssis 3 au moyen d'un mécanisme de réglage en orientation 6 et d'un mécanisme de réglage en hauteur 5, lesquels consistent en des vérins hydrauliques. Ces mécanismes de réglage 5, 6 sont montés de part et d'autre de l'extrémité avant du bras 7. Ils sont maintenus fixement chacun d'un côté sur l'extrémité avant du bras 7 par la pièce 71 de montage. L'autre côté du mécanisme de réglage en hauteur 5 est montée sur le châssis 3, par exemple au niveau de l'articulation 33, et l'autre côté du mécanisme de réglage en orientation 6 est monté sur une attache orientée vers le haut de la structure porte-outil 9, au centre de celle-ci. Les deux vérins hydrauliques constituant ces mécanismes de réglage 5, 6 s'étendent en particulier parallèlement au vecteur V.The tool 4 and the tool-carrying structure 9 can be adjusted in orientation and in height relative to the frame 3 by means of an orientation adjustment mechanism 6 and a height adjustment mechanism 5, which consist of hydraulic cylinders. These adjustment mechanisms 5, 6 are mounted on either side of the front end of the arm 7. They are each fixedly held on one side on the front end of the arm 7 by the mounting part 71. The other side of the height adjustment mechanism 5 is mounted on the frame 3, for example at the joint 33, and the other side of the orientation adjustment mechanism 6 is mounted on a fastener facing upwards of the tool-carrying structure 9, at center thereof. The two hydraulic cylinders constituting these adjustment mechanisms 5, 6 extend in particular parallel to the vector V.

L'outil 4 est donc couplé mécaniquement au châssis 3 via les barres du bras 7 d'une part, et le mécanisme de réglage en orientation, l'extrémité avant du bras 7 et le mécanisme de réglage en hauteur 5 d'autre part. Le mécanisme de réglage en hauteur 5 et le mécanisme de réglage en orientation 6 sont agencés de part et d'autre de la direction d'alignement des demi-essieux des roues 10 arrière.The tool 4 is therefore mechanically coupled to the chassis 3 via the bars of the arm 7 on the one hand, and the orientation adjustment mechanism, the front end of the arm 7 and the height adjustment mechanism 5 on the other hand. The height adjustment mechanism 5 and the orientation adjustment mechanism 6 are arranged on either side of the direction of alignment of the half-axles of the rear wheels 10.

Cette configuration permet en particulier d'utiliser un mécanisme de réglage en hauteur 5 au niveau du châssis 3, davantage vers l'avant, sans déséquilibrer la niveleuse 1 compte tenu du poids de l'outil 4. Le poids de la niveleuse 1 au niveau de chaque roues 10, 12 est ainsi mieux réparti, et plus faible car les éléments du couplage mécanique de l'outil 4 avec le châssis 3 ayant un poids porté à l'arrière nécessite une plus faible compensation à l'avant. Cette compensation est réalisée de façon connue en agençant des éléments mécaniques plus lourds 11 tels qu'un moteur en avant de la niveleuse 1.This configuration makes it possible in particular to use a height adjustment mechanism 5 at the chassis 3, further forward, without unbalancing the grader 1 given the weight of the tool 4. The weight of the grader 1 at each wheel 10, 12 is thus better distributed, and lower because the elements of the mechanical coupling of the tool 4 with the chassis 3 having a weight carried at the rear require less compensation at the front. This compensation is carried out in a known manner by arranging heavier mechanical elements 11 such as a motor in front of the grader 1.

Les mécanismes de réglage en hauteur 5 et en orientation 6 fonctionnent de préférence synergiquement lors du nivèlement d'une surface de béton de façon à conserver les mâts d'élévation 81 en position verticale et d'exploiter valablement les signaux des récepteurs 82. Ainsi, comme illustré en figure 3, pour une surface de béton 2 particulièrement épaisse à niveler, le vérin du mécanisme de réglage en hauteur 5 est rétracté, et le vérin du mécanisme de réglage en orientation 6 est déployé pour maintenir les mâts d'élévation 81 verticaux, et donc conserver un angle d'attaque du béton 2 approprié avec l'outil 4. De façon semblable, pour une surface de béton 2 particulièrement fine à niveler comme représentée en figure 4, le vérin du mécanisme de réglage en hauteur 5 est déployé pour amener l'outil 4 suffisamment bas, tandis que le vérin du mécanisme de réglage en orientation 6 est rétracter pour maintenir les mâts d'élévation 81 verticaux, et ainsi conserver un angle d'attaque du béton approprié avec l'outil 4.The height adjustment mechanisms 5 and orientation 6 preferably operate synergistically when leveling a concrete surface so as to keep the elevation masts 81 in a vertical position and to validly exploit the signals from the receivers 82. Thus, as illustrated in figure 3 , for a particularly thick concrete surface 2 to be leveled, the cylinder of the height adjustment mechanism 5 is retracted, and the cylinder of the orientation adjustment mechanism 6 is extended to keep the lifting masts 81 vertical, and therefore maintain an appropriate angle of attack of the concrete 2 with the tool 4. Similarly, for a particularly thin concrete surface 2 to be leveled as shown in figure 4 , the cylinder of the height adjustment mechanism 5 is extended to bring the tool 4 sufficiently low, while the cylinder of the orientation adjustment mechanism 6 is retracted to keep the elevation masts 81 vertical, and thus maintain an appropriate angle of attack of the concrete with the tool 4.

Les mécanismes de réglage 5, 6 peuvent toutefois également fonctionner de façon à ne pas conserver une position verticale des mâts d'élévation 81. C'est le cas par exemple en figure 2 où les vérins constituant ces mécanismes de réglage 5, 6 sont rétractés au maximum, ce qui permet de faciliter le nettoyage de l'outil 4 en l'élevant d'une part, et le penchant d'autre part. Il est ainsi très facile pour un opérateur face à l'outil 4 de nettoyer la base inférieure de ce dernier qui est en général en contact avec le béton 2.The adjustment mechanisms 5, 6 can however also operate in such a way as not to maintain a vertical position of the lifting masts 81. This is the case for example in figure 2 where the jacks constituting these adjustment mechanisms 5, 6 are retracted to the maximum, which makes it easier to clean the tool 4 by raising it on the one hand, and tilting it on the other hand. It is thus very easy for an operator facing the tool 4 to clean the lower base of the latter which is generally in contact with the concrete 2.

L'outil 4 est décrit ci-après plus en détail. Il comprend d'avant en arrière un racleur 46 pour définir préalablement une pente de la surface de béton 2 ; un instrument aratoire 42, 45 surmonté par la structure porte-outil 9 et agencé pour définir plus finement la surface de béton 2 ; et une règle 41 pour araser la surface de béton 2 et couplée mécaniquement en porte-à-faux à l'instrument aratoire 42, 45 par une suspension élastique 48.The tool 4 is described in more detail below. It comprises from front to back a scraper 46 for predefining a slope of the concrete surface 2; a tillage implement 42, 45 surmounted by the tool-carrying structure 9 and arranged to more finely define the concrete surface 2; and a rule 41 for leveling the concrete surface 2 and mechanically coupled in a cantilever manner to the tillage implement 42, 45 by an elastic suspension 48.

Un moteur 43 est monté sur la règle 41 pour induire des vibrations de celle-ci, de façon à compacter et lisser le béton 2. En particulier, la règle 41 finalise la surface de béton 2. L'instrument aratoire 42, 45 comprend une vis (sans fin) 42 induite en rotation autour d'un axe orthogonal au vecteur V par un moteur rotatif 44. La vis 42 est entourée latéralement et surmontée par un caisson 45 protecteur sur lequel sont montés les mâts d'élévation 81. Ce caisson 45 a une extrémité en saillie 47 permettant de déporter en dehors de la surface de béton 2 le surplus de béton 2 entraîner par la vis 42.A motor 43 is mounted on the rule 41 to induce vibrations thereof, so as to compact and smooth the concrete 2. In particular, the rule 41 finalizes the concrete surface 2. The tillage implement 42, 45 comprises a screw (endless) 42 induced in rotation about an axis orthogonal to the vector V by a rotary motor 44. The screw 42 is surrounded laterally and surmounted by a protective box 45 on which the lifting masts 81 are mounted. This box 45 has a projecting end 47 making it possible to deport outside the concrete surface 2 the surplus concrete 2 carried by the screw 42.

La suspension élastique 48 susdite définissant le couplage mécanique de la règle 41 à l'instrument aratoire 42, 45 est détaillée aux figures 7 et 8 selon deux vues de part et d'autre de la suspension élastique 48.The aforementioned elastic suspension 48 defining the mechanical coupling of the rule 41 to the ploughing instrument 42, 45 is detailed in figures 7 And 8 according to two views on either side of the elastic suspension 48.

Celle-ci est comprend un support 481 se présentant sous une forme d'une structure rectangulaire comprenant deux orifices extrémaux au sein desquels sont agencés des éléments de matière élastomère 482, par exemple, pour border les orifices. Un premier axe 485 solidaire de la règle 41 via une pièce de fixation 488 s'engage dans un des orifices, et un deuxième axe 483 solidaire du caisson 45 de l'instrument aratoire par un angle de fixation 486 s'engage dans l'autre orifice. Les mouvements de la règle 41 vibrante sous ainsi amortis par la matière élastomère 482. Une butée 484 peut en outre être montée sur le caisson 45 et fixée au premier axe 485 par l'intermédiaire d'une autre pièce de fixation 487, susceptible de constituer un prolongement de la pièce de fixation 488 susdite. La butée 484 ainsi mise en oeuvre limite davantage les mouvements de la règles 41.This comprises a support 481 in the form of a rectangular structure comprising two end orifices within which are arranged elements of elastomer material 482, for example, to border the orifices. A first axis 485 secured to the rule 41 via a fixing part 488 engages in one of the orifices, and a second axis 483 secured to the box 45 of the tillage implement by a fixing angle 486 engages in the other orifice. The movements of the vibrating rule 41 are thus damped by the elastomer material 482. A stop 484 can further be mounted on the box 45 and fixed to the first axis 485 via another fixing part 487, capable to constitute an extension of the aforementioned fixing part 488. The stop 484 thus implemented further limits the movements of the rules 41.

La suspension élastique susdite 48 est en particulier avantageuse lorsqu'un inclinomètre est monté sur le caisson 45 pour minimiser la transmission de vibration ou d'autres mouvements de la règle 41 à l'inclinomètre.The aforementioned elastic suspension 48 is particularly advantageous when an inclinometer is mounted on the box 45 to minimize the transmission of vibration or other movements of the rule 41 to the inclinometer.

En résumé, l'invention concerne une niveleuse 1 pour niveler une surface de béton 2. La niveleuse 1 est munie d'un outil de nivèlement 4 réglable à la fois en hauteur et en orientation au moyen de mécanismes 5, 6 agencés de telle façon à permettre d'alléger la niveleuse 1.In summary, the invention relates to a grader 1 for leveling a concrete surface 2. The grader 1 is provided with a leveling tool 4 adjustable both in height and in orientation by means of mechanisms 5, 6 arranged in such a way as to make it possible to lighten the grader 1.

La présente invention a été décrite ci-dessus en relation avec des modes de réalisations spécifiques, qui ont une valeur purement illustrative et ne doivent pas être considérés comme limitatifs. Il apparaîtra directement pour l'homme du métier que l'invention n'est pas limitée aux exemples illustrés ou décrits ci-dessus, et que sa portée est plus largement définie par les revendications ci-après introduites.The present invention has been described above in relation to specific embodiments, which are of purely illustrative value and should not be considered as limiting. It will be readily apparent to those skilled in the art that the invention is not limited to the examples illustrated or described above, and that its scope is more broadly defined by the claims introduced below.

Claims (15)

Niveleuse (1) pour niveler une surface de béton (2), comprenant : - un châssis (3) monté sur des roues (10, 12) agencées pour déplacer la niveleuse (1) ; - un outil (4) de nivèlement couplé mécaniquement en porte-à-faux au châssis (3) via une structure porte-outil (9) et agencé pour se déplacer sur la surface de béton (2) ; - un mécanisme de réglage en hauteur (5) de la structure porte-outil (9) et de l'outil (4) par rapport au châssis (3) ; - un mécanisme de réglage en orientation (6) de la structure porte-outil (9) et de l'outil (4) par rapport au châssis (3) ; - un bras (7) de maintien en hauteur de la structure porte-outil (9) et de l'outil (4) par rapport au châssis (3), comprenant une extrémité arrière montée sur la structure porte-outil (9), et une extrémité avant opposée ; caractérisée en ce que les mécanismes de réglage en orientation (6) et de réglage en hauteur (5) sont montés de part et d'autre de l'extrémité avant du bras (7).Grader (1) for leveling a concrete surface (2), comprising: - a chassis (3) mounted on wheels (10, 12) arranged to move the grader (1); - a leveling tool (4) mechanically coupled in a cantilever manner to the chassis (3) via a tool-carrying structure (9) and arranged to move on the concrete surface (2); - a height adjustment mechanism (5) of the tool-carrying structure (9) and of the tool (4) relative to the chassis (3); - an orientation adjustment mechanism (6) of the tool-carrying structure (9) and of the tool (4) relative to the chassis (3); - an arm (7) for maintaining the height of the tool-carrying structure (9) and the tool (4) relative to the chassis (3), comprising a rear end mounted on the tool-carrying structure (9), and an opposite front end; characterized in that the orientation adjustment mechanisms (6) and height adjustment mechanisms (5) are mounted on either side of the front end of the arm (7). Niveleuse (1) selon la revendication 1, comprenant un essieu arrière ou deux demi-essieux arrière alignés supportant deux des roues (10), dans laquelle le mécanisme de réglage en hauteur (5) et l'outil (4) sont agencés de part et d'autre de l'essieu arrière ou des deux demi-essieux arrière.A grader (1) according to claim 1, comprising a rear axle or two aligned rear half-axles supporting two of the wheels (10), wherein the height adjustment mechanism (5) and the tool (4) are arranged on either side of the rear axle or the two rear half-axles. Niveleuse (1) selon la revendication 2, dans laquelle les mécanismes de réglage en orientation (6) et de réglage en hauteur (5) sont agencés de part et d'autre de l'essieu arrière ou des deux demi-essieux arrière.Grader (1) according to claim 2, in which the orientation adjustment (6) and height adjustment (5) mechanisms are arranged on either side of the rear axle or of the two rear half-axles. Niveleuse (1) selon la revendication 2 ou 3, dans laquelle l'extrémité avant du bras (7) surmonte l'essieu arrière ou une direction d'alignement des deux demi-essieux arrière.A grader (1) according to claim 2 or 3, wherein the front end of the arm (7) overcomes the rear axle or an alignment direction of the two rear half-axles. Niveleuse (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans laquelle le bras (7) est montée sur la structure porte-outil (9) et sur le châssis (3) par l'intermédiaire de liaisons pivot (72, 73).Grader (1) according to any one of claims 1 to 4, in which the arm (7) is mounted on the tool-carrying structure (9) and on the chassis (3) by means of pivot links (72, 73). Niveleuse (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans laquelle le mécanisme de réglage en orientation (6) est monté d'une part sur l'extrémité avant du bras (7), et d'autre part sur la structure porte-outil (9).Grader (1) according to any one of claims 1 to 5, in which the orientation adjustment mechanism (6) is mounted on the one hand on the front end of the arm (7), and on the other hand on the tool-carrying structure (9). Niveleuse (1) selon la revendication 6, dans laquelle le mécanisme de réglage en orientation (6), la structure porte-outil (9) et le bras (7) définissent des côtés d'une forme essentiellement triangulaire ayant une géométrie modifiable par le mécanisme de réglage en orientation (6) et un positionnement spatial par rapport au châssis (3) modifiable par le mécanisme de réglage en hauteur (5).A grader (1) according to claim 6, wherein the orientation adjustment mechanism (6), the tool-carrying structure (9) and the arm (7) define sides of an essentially triangular shape having a geometry modifiable by the orientation adjustment mechanism (6) and a spatial positioning relative to the chassis (3) modifiable by the height adjustment mechanism (5). Niveleuse (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans laquelle le mécanisme de réglage en hauteur (5) est monté d'une part sur le châssis (3), et d'autre part sur l'extrémité avant du bras (7).Grader (1) according to any one of claims 1 to 7, in which the height adjustment mechanism (5) is mounted on the one hand on the chassis (3), and on the other hand on the front end of the arm (7). Niveleuse (1) selon la revendication 8, dans laquelle le châssis (3) comprend deux parties (31, 32) couplées mécaniquement par une articulation (33) au niveau de laquelle est monté le mécanisme de réglage en hauteur (5).Grader (1) according to claim 8, wherein the chassis (3) comprises two parts (31, 32) mechanically coupled by a joint (33) at which the height adjustment mechanism (5) is mounted. Niveleuse (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans laquelle les mécanismes de réglage en hauteur (5) et/ou de réglage en orientation (6) sont des vérins hydrauliques.Grader (1) according to any one of claims 1 to 9, in which the height adjustment (5) and/or orientation adjustment (6) mechanisms are hydraulic cylinders. Niveleuse (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, comprenant en outre un mécanisme d'ajustement en hauteur (8) de l'outil (4) par rapport à la structure porte-outil (9), configuré pour ajuster une hauteur de l'outil (4) avec une amplitude d'ajustement d'un même ordre qu'une amplitude de réglage obtenue par le mécanisme de réglage en hauteur (5).A grader (1) according to any one of claims 1 to 10, further comprising a height adjustment mechanism (8) of the tool (4) relative to the tool-carrying structure (9), configured to adjust a height of the tool (4) with an adjustment amplitude of the same order as an adjustment amplitude obtained by the height adjustment mechanism (5). Niveleuse (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, dans laquelle l'outil (4) comprend : - un instrument aratoire (42, 45) agencé pour définir une pente de la surface de béton (2) et surmonté par la structure porte-outil (9) ; - une règle (41) agencée pour araser la surface de béton (2) ; - un dispositif (43) monté sur la règle (41) pour induire des vibrations de celle-ci ; dans laquelle la règle (41) est couplée mécaniquement en porte-à-faux à l'instrument aratoire (42, 45) par une suspension élastique (48) par laquelle un premier axe (485) solidaire de la règle (41) s'engage dans un support (481) comprenant une matière élastomère (482).A grader (1) according to any one of claims 1 to 11, wherein the tool (4) comprises: - a tillage implement (42, 45) arranged to define a slope of the concrete surface (2) and surmounted by the tool-carrying structure (9); - a rule (41) arranged to level the concrete surface (2); - a device (43) mounted on the ruler (41) to induce vibrations thereof; in which the rule (41) is mechanically coupled in a cantilever manner to the tillage implement (42, 45) by an elastic suspension (48) by which a first axis (485) integral with the rule (41) engages in a support (481) comprising an elastomeric material (482). Niveleuse (1) selon la revendication 12, dans laquelle un deuxième axe (483) solidaire de l'instrument aratoire (42, 45) s'engage dans le support (481).Grader (1) according to claim 12, in which a second axis (483) integral with the tillage implement (42, 45) engages in the support (481). Niveleuse (1) selon la revendication 12 ou 13, dans laquelle le premier axe (485) est fixé mécaniquement à une butée (484) montée sur l'instrument aratoire (42, 45).A grader (1) according to claim 12 or 13, wherein the first axis (485) is mechanically fixed to a stop (484) mounted on the tillage implement (42, 45). Méthode de fabrication d'une surface de béton (2) comprenant une utilisation d'une niveleuse (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 14 pour niveler la surface de béton (2).A method of making a concrete surface (2) comprising using a grader (1) according to any one of claims 1 to 14 to level the concrete surface (2).
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EP (1) EP4474577A1 (en)

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