FR2822950A1

FR2822950A1 - Automatic hitting device driving a shaft or spike into the earth to determine its hardness or compactness, has hammer head controlled by a computer limiting the height to which the hammer can be lifted dependent on the force to be applied

Info

Publication number: FR2822950A1
Application number: FR0104605A
Authority: FR
Inventors: Roland Gourves
Original assignee: Sol Solution SAS
Current assignee: Sol Solution SAS
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2001-03-30
Publication date: 2002-10-04
Anticipated expiration: 2021-03-30
Also published as: FR2822950B1

Abstract

Device comprises a trolley or wheelbarrow (2) with a barrow (5) that transports a guidance mast and a hitting sub- assembly. The hitting sub-assembly includes a device for guiding a hammer-head with movement of the hammer head controlled by a computer (44) that limits the height to which the hammer can be lifted in accordance with the force to be applied.

Description

L'invention est relative à un dispositif de battage automatique pour un équipement de mesure de la compacité du sol. The invention relates to an automatic threshing device for equipment for measuring the compactness of the soil.

Pour mesurer la compacité du sol, il est connu d'utiliser un pénétromètre composé d'une sonde conique, d'un train de tige, et d'une tête de battage. Ce pénétromètre est mis en oeuvre par un dispositif de battage dans lequel la chute d'une masse venant frapper la tête de battage fournit l'énergie nécessaire à l'enfoncement dans le sol de la sonde du pénétromètre. Ce sont les connaissances de l'énergie mise en jeu et la profondeur d'enfoncement qui permettent la détermination du taux de compacité du sol. To measure the compactness of the soil, it is known to use a penetrometer composed of a conical probe, a rod train, and a threshing head. This penetrometer is implemented by a threshing device in which the fall of a mass striking the threshing head supplies the energy necessary for the penetration of the probe of the penetrometer into the ground. It is the knowledge of the energy involved and the depth of penetration that allow the determination of the soil compactness rate.

Les dispositifs, actuellement utilisés, sont à énergie constante puisqu'ils mettent en oeuvre une masse de valeur constante déplacée sur une hauteur de chute constante. La mesure de l'enfoncement, en fonction du nombre de coups portés, permet la détermination de la compacité du sol sur la profondeur de l'essai. The devices currently used are at constant energy since they use a mass of constant value displaced over a constant height of fall. The measurement of the penetration, as a function of the number of strokes carried out, makes it possible to determine the compactness of the soil over the depth of the test.

Ce type de pénétromètre présente à l'usage certains inconvénients. This type of penetrometer has certain drawbacks in use.

En particulier, il exige de s'assurer que la chute de la masse s'effectue selon une direction parfaitement verticale. Si cette condition n'est pas remplie, la mesure est entachée d'une erreur plus ou moins importante selon le degré d'inclinaison du dispositif de battage par rapport à l'axe vertical. In particular, it requires ensuring that the fall of the mass takes place in a perfectly vertical direction. If this condition is not met, the measurement is vitiated by a more or less significant error depending on the degree of inclination of the threshing device relative to the vertical axis.

Par ailleurs, les équipements de ce type sont des appareils relativement lourds pour lesquels l'énergie est fournie par une masse pouvant être de l'ordre de 40 à 60kg et ayant une hauteur de chute de l'ordre de 70 centimètres à un mètre. De tels équipements sont difficiles à transporter et à mettre en oeuvre dans les terrains pentus ou accidentés. Furthermore, equipment of this type are relatively heavy devices for which the energy is supplied by a mass which can be of the order of 40 to 60 kg and having a fall height of the order of 70 centimeters to one meter. Such equipment is difficult to transport and implement in steep or uneven terrain.

Pour remédier à cela, le déposant a conçu un pénétromètre à énergie variable, décrit dans la demande de brevet français 0015366, non publiée. To remedy this, the applicant has designed a variable energy penetrometer, described in French patent application 0015366, not published.

Le principe de cet appareil est d'enfoncer le train de tiges dans le sol par battage manuel à l'aide d'un marteau standardisé. L'énergie, qui est variable, est mesurée, à chaque coup porté, en même temps que la mesure de l'enfoncement réalisé et ces deux valeurs sont analysées par un calculateur déterminant instantanément la résistance de pointe correspondante, donc la compacité du terrain. The principle of this device is to drive the drill string into the ground by manual threshing using a standardized hammer. The energy, which is variable, is measured, at each hit, at the same time as the measurement of the penetration achieved and these two values are analyzed by a computer instantly determining the corresponding peak resistance, therefore the compactness of the ground.

Le recours au battage manuel offre les avantages d'avoir un pénétromètre léger et portable, utilisable facilement dans des conditions difficiles tels que terrains en pente forte, ou d'accès mal commode. Toutefois, le battage manuel s'avère pénible pour le personnel, lorsque la mesure de la compacité est répétée de nombreuses fois. The use of manual threshing offers the advantages of having a light and portable penetrometer, which can be easily used in difficult conditions such as steep terrain, or where access is difficult. However, manual threshing is painful for staff when the measurement of compactness is repeated many times.

Actuellement, il n'existe pas sur le marché de dispositif de battage automatique pour un pénétromètre à énergie variable et permettant une frappe sur la tête de battage : - avec une énergie suffisante pour permettre l'enfoncement du train de tiges dans des sols de résistance très variable, - avec une énergie variable en fonction de la résistance du sol pour éviter, soit un enfoncement nul, soit un enfoncement trop important, cas dans lequel il risque d'y avoir perte d'information si les deux points de mesure sont trop éloignés, - avec une cadence de frappe suffisamment soutenue pour réduire le temps de mesure, mais également suffisamment lente pour laisser le temps au système d'acquérir des signaux électriques et de se stabiliser, - tout en étant de taille réduite pour être transportable facilement. Currently, there is no automatic threshing device on the market for a variable energy penetrometer which allows striking on the threshing head: - with sufficient energy to allow the drill string to be driven into hard soils very variable, - with a variable energy depending on the resistance of the soil to avoid either zero penetration or excessive penetration, in which case there may be a loss of information if the two measurement points are too distant, - with a sufficiently strong strike rate to reduce the measurement time, but also slow enough to allow the system time to acquire electrical signals and to stabilize, - while being small in size to be easily transportable.

La présente invention a pour objet de remédier à cela en fournissant un dispositif de battage automatique satisfaisant aux critères cidessus et, en conséquence, conçus pour un pénétromètre dynamique à énergie variable. The object of the present invention is to remedy this by providing an automatic threshing device meeting the above criteria and, consequently, designed for a dynamic variable energy penetrometer.

Ce dispositif de battage comprend, de façon connue, un châssis déplaçable et, portés par ce châssis : -un mouton de masse constante, - des moyens pour guider les déplacements verticaux du mouton, -des moyens pour remonter le mouton après sa chute libre, -et des moyens positionnant le point de départ de la chute libre du mouton. This threshing device comprises, in a known manner, a movable chassis and, carried by this chassis: - a sheep of constant mass, - means for guiding the vertical movements of the sheep, - means for raising the sheep after its free fall, -and means positioning the starting point of the free fall of the sheep.

Dans le dispositif selon l'invention, le châssis est en forme de diable dont la pelle supporte, d'une part, un mât de guidage et de maintien d'un sous-ensemble de battage, et, d'autre part, le boîtier d'un capteur d'enfoncement muni de moyens de guidage du train de tiges d'un In the device according to the invention, the chassis is in the form of a devil, the shovel supporting, on the one hand, a mast for guiding and holding a threshing sub-assembly, and, on the other hand, the housing a sinking sensor provided with means for guiding the drill string of a

pénétromètre dynamique à énergie variable, tandis que, d'une part, le sousensemble de battage comprend les moyens de guidage du mouton, des moyens de maintien en translation transversale de la tête de battage du pénétromètre, ces moyens étant disposés à l'extrémité des moyens de guidage du mouton, et des moyens moteurs à mouvements alternatifs verticaux, respectivement ascendants et descendants, liés en translation au mouton seulement lors de leur mouvement ascendant, et que, d'autre part, sont prévus des moyens limitant la course de remontée du mouton en fonction des informations d'un calculateur, ledit calculateur étant porté par le châssis et relié au capteur d'énergie disposé dans la tête de battage et au capteur d'enfoncement du pénétromètre. dynamic variable energy penetrometer, while, on the one hand, the threshing sub-assembly comprises the means for guiding the sheep, means for maintaining the threshing head of the penetrometer in transverse translation, these means being arranged at the end of the means for guiding the sheep, and motor means with vertical reciprocating movements, respectively ascending and descending, linked in translation with the sheep only during their upward movement, and that, on the other hand, means are provided limiting the ascent stroke of the sheep according to information from a computer, said computer being carried by the chassis and connected to the energy sensor disposed in the threshing head and to the penetrometer insertion sensor.

Ce dispositif très maniable, peut être amené à pied d'oeuvre par une seule personne. Lors de l'opération de battage, la course verticale de chute du mouton peut être modifiée en fonction des données du calculateur pour l'adapter à la résistance du sol et obtenir les conditions de mesure satisfaisantes. This very handy device can be brought to the job by one person. During the threshing operation, the vertical fall travel path of the sheep can be modified according to the computer data to adapt it to the resistance of the ground and obtain satisfactory measurement conditions.

Dans une forme d'exécution de l'invention, les moyens moteurs à mouvements alternatifs pour remonter le mouton comprennent : - un câble dont une extrémité est accrochée à un point fixe du sous-ensemble de battage et dont l'autre extrémité est accrochée au mouton, ledit câble décrivant une trajectoire en S au cours de laquelle il passe, d'une part, sur une poulie de position fixe, disposée à l'extrémité supérieure des moyens de guidage en translation verticale du mouton et, d'autre part, sur une poulie mobile, - un vérin de battage, pneumatique à double effet, disposé verticalement et dont le corps est lié au sous-ensemble de battage alors que sa tige est tournée vers le bas et porte la poulie mobile, - un distributeur pneumatique relié par des conduits pneumatiques, d'une part, aux deux chambres du vérin précité, et d'autre part, à un circuit interne d'alimentation raccordable au réseau d'alimentation en air comprimé disponible sur un chantier, - et des moyens de commande du distributeur. In one embodiment of the invention, the reciprocating motor means for raising the sheep comprise: - a cable, one end of which is attached to a fixed point of the threshing sub-assembly and the other end of which is attached to the sheep, said cable describing an S-shaped path during which it passes, on the one hand, over a pulley of fixed position, disposed at the upper end of the guide means in vertical translation of the sheep and, on the other hand, on a movable pulley, - a double-acting pneumatic threshing cylinder, arranged vertically and whose body is linked to the threshing sub-assembly while its rod is turned downwards and carries the movable pulley, - a pneumatic distributor connected by pneumatic conduits, on the one hand, to the two chambers of the aforementioned cylinder, and on the other hand, to an internal supply circuit connectable to the compressed air supply network available on a site, - and means distributor control set.

Le recours à l'énergie pneumatique pour remonter le mouton permet de débarrasser le diable de tous autres moyens produisant une énergie hydraulique, tels que moteur thermique ou électrique, générateur hydraulique de fluide sous pression, et en conséquence de l'alléger. Ainsi, The use of pneumatic energy to raise the sheep makes it possible to rid the devil of all other means producing hydraulic energy, such as a thermal or electric motor, hydraulic generator of pressurized fluid, and consequently to lighten it. So,

le diable peut être déplacé aisément sur le chantier sans être privé d'énergie puisque celle qu'il utilise est en général disponible sur tous chantiers, moyennant un conduit d'air comprimé reliant le circuit du chantier au raccord prévu sur le diable. Quant au vérin pneumatique de battage qui, par son extension, commande le mouvement ascendant du

mouton, il est alimenté dans le sens de la rétraction, de manière que le déplacement de sa tige s'effectue à une vitesse telle que sa poulie extrême n'exerce aucun effort sur la boucle de câble passant sur elle lors de la descente libre du mouton, afin de n'offrir aucune résistance à cette descente. the truck can be moved easily on the site without being deprived of energy since the one it uses is generally available on all sites, by means of a compressed air duct connecting the site circuit to the fitting provided on the truck. As for the pneumatic threshing cylinder which, by its extension, controls the upward movement of the

sheep, it is fed in the direction of retraction, so that the displacement of its rod is carried out at a speed such that its extreme pulley exerts no force on the cable loop passing over it during the free descent of the sheep, in order to offer no resistance to this descent.

Avantageusement, le sous ensemble de battage est lié par les moyens de guidage du mouton, d'une part, à une glissière verticale montée coulissante sur le mât de guidage, et d'autre part, à l'extrémité supérieure de la tige d'un vérin pneumatique vertical à simple effet dit de levée dont le corps est lié à la base du mât, ledit vérin étant relié à un distributeur à plusieurs voies pouvant : - l'alimenter par un circuit interne d'alimentation pour amener le sous-ensemble de battage dans une position élevée de mise en place des éléments du pénétromètre, - mettre sa chambre à l'échappement pour amener le sousensemble en position de travail, - ou l'alimenter par un réservoir d'air sous pression d'équilibrage de la masse du sous-ensemble. Advantageously, the threshing sub-assembly is linked by the sheep guide means, on the one hand, to a vertical slide mounted sliding on the guide mast, and on the other hand, to the upper end of the rod. a vertical pneumatic jack with a single effect called lifting, the body of which is linked to the base of the mast, said jack being connected to a multi-way distributor able to: - supply it by an internal supply circuit to bring the sub-assembly of threshing in an elevated position for fitting the elements of the penetrometer, - placing its chamber in the exhaust to bring the subassembly into the working position, - or supplying it with a tank of air under balancing pressure of the mass of the subset.

Cet agencement facilite la mise en oeuvre du dispositif de battage tout en utilisant des moyens pneumatiques alimentables par le réseau interne du dispositif. En position de travail, l'équilibrage de la charge du sous-ensemble de battage permet à ce dernier de suivre automatiquement le mouvement de descente de la tête de battage pour la positionner transversalement, sans qu'il y ait besoin de procéder à des manipulations, ce qui simplifie le processus de mesure de la compacité du sol, et en réduit la durée. This arrangement facilitates the implementation of the threshing device while using pneumatic means which can be supplied by the internal network of the device. In the working position, the load balancing of the threshing sub-assembly allows the latter to automatically follow the downward movement of the threshing head in order to position it transversely, without the need for manipulation. , which simplifies the process of measuring the compactness of the soil, and reduces its duration.

D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant une forme d'exécution de ce dispositif de battage. Other characteristics and advantages will emerge from the description which follows with reference to the appended schematic drawing representing an embodiment of this threshing device.

Figures 1 et 2 sont des vues de côté en élévation avec coupe partielle d'une forme d'exécution de ce dispositif, Figures 1 and 2 are side views in elevation with partial section of an embodiment of this device,

Figure 3 est une vue schématique de côté en élévation du dispositif lorsqu'il est en position de fonctionnement avec le schéma fonctionnel de ses moyens de commande et de contrôle,
Figure 4 est une vue similaire à la figure 3 mais montrant le dispositif en coupe partielle,
Figures 5,6 et 7 sont des vues partielles de côté en coupe partielle correspondant à trois phases de la mesure de la compacité du sol, à savoir, respectivement la phase de départ, la phase de frappe du pénétromètre par le mouton, et la phase de remise en position pour une nouvelle frappe. FIG. 3 is a schematic side view in elevation of the device when it is in the operating position with the functional diagram of its command and control means,
FIG. 4 is a view similar to FIG. 3 but showing the device in partial section,
Figures 5,6 and 7 are partial side views in partial section corresponding to three phases of the measurement of the compactness of the soil, namely, respectively the starting phase, the phase of striking the penetrometer by the sheep, and the phase back into position for a new strike.

Comme montré aux figures 1 et 2, le dispositif comprend un châssis 2 en forme de diable, c'est-à-dire équipé de deux roues 3, montées libres en rotation autour d'un arbre 4 porté par le châssis, et d'une pelle 5 apte à venir en appui sur le sol. Cette pelle supporte un mât 6 constitué, par exemple, par un tube métallique de section carrée sur lequel est montée coulissante une glissière 7, constituée par exemple par un autre tube métallique de section carrée. La glissière 7, qui est solidaire d'un sousensemble de battage B, est liée par une console supérieure 8 à l'extrémité de la tige 9a d'un vérin pneumatique vertical 9. Le corps 9b de ce vérin, dit de levée, est lié à une console 10, solidaire de la base du mât 6. As shown in Figures 1 and 2, the device comprises a frame 2 in the form of a devil, that is to say equipped with two wheels 3, mounted free in rotation around a shaft 4 carried by the frame, and a shovel 5 capable of coming to bear on the ground. This shovel supports a mast 6 constituted, for example, by a metal tube of square section on which is slidably mounted a slide 7, constituted for example by another metal tube of square section. The slide 7, which is integral with a threshing sub-assembly B, is linked by an upper console 8 to the end of the rod 9a of a vertical pneumatic jack 9. The body 9b of this jack, said to be lifted, is linked to a console 10, secured to the base of the mast 6.

La figure 1 montre que la base du mât 6 n'est pas liée directement à la pelle 5, mais à un pied 12 composé d'une platine 12a, de deux goussets de renfort 12b, et d'un palier 12c saillant vers le bas. Ce dernier porte un axe horizontal transversal 13 coopérant avec un palier 14 saillant vers le haut de la pelle 5. La platine 12a s'étend de part et d'autre du palier et vient en appui, par chacune de ses extrémités, sur une butée d'appui 15, de hauteur réglable, et par exemple constituée par un organe fileté se vissant dans un écrou fixe. Figure 1 shows that the base of the mast 6 is not directly linked to the shovel 5, but to a foot 12 composed of a plate 12a, two reinforcing gussets 12b, and a bearing 12c projecting downwards . The latter carries a transverse horizontal axis 13 cooperating with a bearing 14 projecting upwards from the shovel 5. The plate 12a extends on either side of the bearing and comes to bear, by each of its ends, on a stop support 15, of adjustable height, and for example constituted by a threaded member screwing into a fixed nut.

Comme montré figures 3 et 4, la glissière 7 est solidaire d'une platine supérieure 16 portant des moyens de guidage 17 d'un mouton de frappe 18, visible figure 4, et les moyens moteurs ramenant le mouton en position de départ, et constitués par un vérin pneumatique à double effet 18, dit de battage. As shown in Figures 3 and 4, the slide 7 is secured to an upper plate 16 carrying guide means 17 of a striking sheep 18, visible in Figure 4, and the motor means bringing the sheep back to the starting position, and constituted by a double-acting pneumatic cylinder 18, called threshing.

Les moyens 17 de guidage du mouton sont constitués par un tronçon tubulaire, de section polygonale, et en l'occurrence de section carrée, s'étendant verticalement le long de la glissière 7 contre laquelle il The means 17 for guiding the sheep consist of a tubular section, of polygonal section, and in this case of square section, extending vertically along the slide 7 against which it

est fixé. Ce tronçon 17 délimite un couloir vertical, de même section que le mouton. is fixed. This section 17 delimits a vertical corridor, of the same section as the sheep.

La partie inférieure du guide 17 est solidaire de moyens 20 assurant le maintien de la tête de battage 22 du pénétromètre dynamique. Comme montré à la figure 5, ces moyens de maintien sont constitués par une douille 20a assurant le maintien transversal de la tête de battage 22 et par une rondelle 20b venant reposer sur ladite tête, en laissant pénétrer dans le tronçon 17 la partie 22a de cette tête recevant l'impact du mouton 18, et plus précisément du nez extrême 18a de ce mouton. The lower part of the guide 17 is secured to means 20 ensuring the maintenance of the threshing head 22 of the dynamic penetrometer. As shown in FIG. 5, these holding means consist of a bush 20a ensuring the transverse holding of the threshing head 22 and by a washer 20b coming to rest on said head, allowing part 22a of this section to penetrate into the section 17 head receiving the impact of the sheep 18, and more precisely of the extreme nose 18a of this sheep.

La tête de battage 22 est équipée d'un capteur d'énergie 23, représenté à la figure 3. Elle est solidaire d'une poignée 24 et s'appuie sur un train de tiges 25 liées les unes aux autres par vissage et comportant, à leur extrémité libre, une sonde conique 26. The threshing head 22 is equipped with an energy sensor 23, shown in FIG. 3. It is integral with a handle 24 and rests on a train of rods 25 linked to each other by screwing and comprising, at their free end, a conical probe 26.

Les figures 3 et 4 montrent bien que l'extrémité inférieure du train de tiges 25 est également calée en translation transversale par des colliers 27, portés par un boîtier 28, rapporté sur la pelle 5 à côté d'un orifice 21 ménagé dans cette pelle pour le passage du train de tiges. Ce boîtier contient, comme montré figure 3, un capteur d'enfoncement 29 faisant partie des moyens associés au pénétromètre dynamique, comme décrit plus en détails dans la demande de brevet français nO 00.15366 au nom du déposant, et non encore publiée. Figures 3 and 4 show that the lower end of the drill string 25 is also wedged in transverse translation by collars 27, carried by a housing 28, attached to the shovel 5 next to an orifice 21 formed in this shovel for the passage of the drill string. This box contains, as shown in Figure 3, a depression sensor 29 forming part of the means associated with the dynamic penetrometer, as described in more detail in French patent application No. 00.15366 in the name of the applicant, and not yet published.

Le corps 19a du vérin pneumatique de battage 19 est lié à la platine supérieure 16 du sous-ensemble B, tandis que sa tige 19b est libre de se déplacer verticalement et porte, à son extrémité, une poulie 30 coopérant avec un câble 32 décrivant une trajectoire en S. Plus précisément, l'une des extrémités de ce câble est liée en 33 à l'extrémité inférieure du corps 19a du vérin de battage, tandis que son autre extrémité est liée en 34 au mouton 18, après passage sur une poulie de renvoi 35 portée par la platine 16. L'intérêt de la boucle formée autour de la poulie 30 sera précisé plus loin. The body 19a of the pneumatic threshing cylinder 19 is linked to the upper plate 16 of the sub-assembly B, while its rod 19b is free to move vertically and carries, at its end, a pulley 30 cooperating with a cable 32 describing a trajectory in S. More precisely, one end of this cable is linked at 33 to the lower end of the body 19a of the threshing cylinder, while its other end is linked at 34 to the sheep 18, after passing over a pulley return 35 carried by the plate 16. The advantage of the loop formed around the pulley 30 will be explained below.

Ce vérin 19 est alimenté par un distributeur 36, au moyen de canalisations pneumatiques 37, allant à chacune de ses deux chambres. Le distributeur 36 est alimenté par un circuit interne d'air comprimé 38 provenant d'un raccord 39, disposé en amont d'un ensemble filtre-graisseur 40. Le distributeur 36 est piloté pneumatiquement par un boîtier de commande manuel 42, relié électriquement par un circuit 43 à un This cylinder 19 is supplied by a distributor 36, by means of pneumatic lines 37, going to each of its two chambers. The distributor 36 is supplied by an internal circuit of compressed air 38 coming from a fitting 39, arranged upstream of a filter-greaser assembly 40. The distributor 36 is pneumatically controlled by a manual control unit 42, electrically connected by a circuit 43 to a

calculateur 44. Ce calculateur est celui qui détermine la compacité du sol en analysant les informations fournies par le capteur d'énergie 23 et par le capteur de déplacement 29, à chacun desquels il est relié par des circuits électriques, respectivement, 45 et 46. computer 44. This computer is the one which determines the compactness of the soil by analyzing the information supplied by the energy sensor 23 and by the displacement sensor 29, to each of which it is connected by electrical circuits, 45 and 46 respectively.

La figure 3 montre que le vérin de levée à simple effet 9 est alimenté par un circuit 47 provenant d'un distributeur 48, à plusieurs positions, lui-même piloté par le boîtier 42. Ce distributeur peut relier la chambre active du vérin 9 : - soit au circuit d'alimentation 38, par exemple pour amener le sous-ensemble de battage B en position haute de dégagement, non représenté, - soit mettre sa chambre à l'échappement pour amener le sousensemble en position de travail, - soit, enfin, l'alimenter par un réservoir sous pression 49 pour assurer l'équilibrage de la masse du sous-ensemble de battage, lorsque ce dernier repose sur la tête de battage 22 du pénétromètre, comme montré figure 5. FIG. 3 shows that the single-acting lifting cylinder 9 is supplied by a circuit 47 coming from a distributor 48, with several positions, itself controlled by the housing 42. This distributor can connect the active chamber of the cylinder 9: - either to the supply circuit 38, for example to bring the threshing sub-assembly B in the high release position, not shown, - or put its chamber at the exhaust to bring the sub-assembly into the working position, - either, finally, supply it with a pressure tank 49 to balance the mass of the threshing sub-assembly, when the latter rests on the threshing head 22 of the penetrometer, as shown in FIG. 5.

Pour protéger le personnel, le sous-ensemble de battage peut être verrouillé, en position haute de dégagement et de mise en place du pénétromètre, et en position basse de transport, par exemple, par une broche engagée transversalement dans les trous coaxiaux 50 (figure 3) ménagés dans la glissière 7, ces trous étant alors en coïncidence avec des lumières 52 ménagées, respectivement, près du sommet et près de la base du mât 6. To protect the personnel, the threshing sub-assembly can be locked, in the high release and positioning position of the penetrometer, and in the low transport position, for example, by a spindle engaged transversely in the coaxial holes 50 (FIG. 3) formed in the slide 7, these holes then being in coincidence with slots 52 formed, respectively, near the top and near the base of the mast 6.

En raison de sa conception, ce dispositif peut être très aisément déplacé par un seul homme sur tout terrain et amené dans la zone de mesure, même lorsque celle-ci est pentue. A l'arrivée sur la zone de mesure, le diable est tourné de manière que le bord avant de sa pelle soit orienté perpendiculairement à la ligne de plus grande pente et est redressé jusqu'à ce que sa pelle vienne en contact avec le sol. Due to its design, this device can be very easily moved by a single man on any terrain and brought into the measurement area, even when it is sloping. On arrival at the measurement area, the hand truck is turned so that the front edge of its shovel is oriented perpendicular to the line of greatest slope and is straightened until its shovel comes into contact with the ground.

Avant toute mesure, il est d'abord procédé au réglage de la verticalité du mât 6, et en conséquence du sous-ensemble de battage B, ce réglage s'effectuant par pivotement du mât autour de l'axe 13 par modification de la hauteur des deux butées réglables opposées 15. La latitude de réglage est de l'ordre de 15 . Before any measurement, the mast verticality 6 is first adjusted, and consequently the threshing sub-assembly B, this adjustment being effected by pivoting the mast around the axis 13 by modifying the height. of the two opposite adjustable stops 15. The adjustment latitude is of the order of 15.

Lorsque ce réglage est terminé, le raccord 39 de l'installation pneumatique du diable est raccordé par un tuyau à l'une des sources d'air comprimé présentes sur un chantier, puis le calculateur 44 est mis en place sur la platine 44a, aménagée pour lui sur le diable, et est connecté aux circuits 45 et 46 allant aux capteurs 23 et 29. L'alimentation du vérin de levée 9 provoque le soulèvement de l'ensemble de battage B et permet de venir positionner le pénétromètre dynamique sur la pelle 5. Le sousensemble B est alors abaissé jusqu'à ce que les moyens de maintien 20, disposés à l'extrémité du guidage 17 du mouton 18, viennent coiffer la tête de battage 22 et s'appuyer sur elle. Cette opération est d'autant plus aisée que le mouton 18 a été préalablement amené à sa position de départ la plus haute, cas dans lequel il vient en appui contre la platine 16. A partir de là, l'opération de battage peut commencer. When this adjustment is completed, the connector 39 of the pneumatic installation of the hand truck is connected by a pipe to one of the sources of compressed air present on a site, then the computer 44 is placed on the plate 44a, arranged for him on the devil, and is connected to circuits 45 and 46 going to sensors 23 and 29. The power supply to the lifting cylinder 9 causes the threshing unit B to be raised and allows the dynamic penetrometer to be positioned on the shovel 5. The subassembly B is then lowered until the holding means 20, arranged at the end of the guide 17 of the sheep 18, come to cover the threshing head 22 and rest on it. This operation is all the easier since the sheep 18 has been previously brought to its highest starting position, in which case it comes to bear against the plate 16. From there, the threshing operation can begin.

Par actionnement sur le boîtier 42, l'opérateur commande l'alimentation du vérin 19 dans le sens de la rétraction de sa tige 19b, rétraction s'effectuant avec une vitesse supérieure à celle de réduction de la boucle de câble 32, formée autour de la poulie 30. Grâce à cela, le mouton 18 descend en chute libre et, par son nez 18a, vient frapper la tête 22, comme montré sur la figure 6. Pendant la descente du train de tiges

25, le capteur 23 détecte l'énergie d'enfoncement, et le capteur 29 la course d'enfoncement. Les données obtenues sont transférées par les circuits 45 et 46 du calculateur 44 qui détermine la compacité du sol. Pendant l'opération de battage, le vérin de levée 9 est alimenté par l'accumulateur pneumatique 49, de manière, comme figure 7, que le sous ensemble de battage suive automatiquement la descente de la tête de battage 22. By actuation on the housing 42, the operator controls the supply of the jack 19 in the direction of the retraction of its rod 19b, retraction being effected with a speed greater than that of reduction of the cable loop 32, formed around the pulley 30. Thanks to this, the sheep 18 descends in free fall and, through its nose 18a, comes to strike the head 22, as shown in FIG. 6. During the descent of the drill string

25, the sensor 23 detects the driving energy, and the sensor 29 the driving stroke. The data obtained are transferred by circuits 45 and 46 of the computer 44 which determines the compactness of the soil. During the threshing operation, the lifting cylinder 9 is supplied by the pneumatic accumulator 49, so, as in FIG. 7, that the threshing sub-assembly automatically follows the descent of the threshing head 22.

En fin de frappe, l'extension de la tige 19b du vérin de battage 19 provoque la remontée du mouton 18 jusqu'à sa position de départ dans le guide 17. At the end of the strike, the extension of the rod 19b of the threshing cylinder 19 causes the sheep 18 to rise to its starting position in the guide 17.

L'opération peut ainsi être répétée de nombreuses fois en étant commandée, soit par le boîtier 42, soit par le calculateur 44. The operation can thus be repeated many times by being controlled, either by the housing 42, or by the computer 44.

Pour adapter l'énergie fournie par la descente du mouton 18 à la compacité du sol rencontrée, et par exemple pour réduire l'énergie communiquée par le mouton à la tête de battage 22, ce dispositif est équipé de moyens limitant la course de remontée du mouton. To adapt the energy supplied by the descent of the sheep 18 to the compactness of the ground encountered, and for example to reduce the energy communicated by the sheep to the threshing head 22, this device is equipped with means limiting the ascent stroke of the sheep.

Dans une forme d'exécution, ces moyens sont constitués par un ou deux doigts transversaux 51 qui sont engagés dans des trous coaxiaux 55, ménagés dans les parois du guide tubulaire 17. Ainsi, lors de la remontée du mouton 18 par le vérin de battage 19, le mouton vient en butée sur les doigts et dispose d'une hauteur de chute moindre. A cette fin, les perçages 55 sont répartis avec un espacement vertical sur les parois du guide 18. In one embodiment, these means consist of one or two transverse fingers 51 which are engaged in coaxial holes 55, formed in the walls of the tubular guide 17. Thus, when the sheep 18 is raised by the threshing cylinder 19, the sheep abuts on the fingers and has a lower fall height. To this end, the holes 55 are distributed with vertical spacing on the walls of the guide 18.

Dans une autre forme d'exécution, des capteurs de présence 56 sont disposés, soit sur le corps 19a du vérin 19 pour détecter la position du piston de ce vérin, soit sur le guide tubulaire 17 pour détecter la position du mouton 18. Ces capteurs sont reliés par des circuits 57 au calculateur 44. In another embodiment, presence sensors 56 are arranged either on the body 19a of the jack 19 to detect the position of the piston of this jack, or on the tubular guide 17 to detect the position of the sheep 18. These sensors are connected by circuits 57 to the computer 44.

Dans une version à commande manuelle, le calculateur indique, par des voyants disposés sur le boîtier 42, la position du mouton en permettant à l'opérateur d'arrêter son déplacement à la position voulue, tandis que, dans une version à commande automatique, c'est le calculateur qui interagit, soit directement sur le distributeur 36, soit indirectement sur le boîtier de commande 42, donc sur le distributeur 36, pour commander l'arrêt de l'alimentation du vérin 19, lorsque le mouton 18 atteint la position de remontée désirée. In a manual control version, the computer indicates, by indicator lights arranged on the housing 42, the position of the sheep allowing the operator to stop its movement at the desired position, while, in an automatic control version, it is the computer which interacts, either directly on the distributor 36, or indirectly on the control unit 42, therefore on the distributor 36, to control the stopping of the supply of the jack 19, when the sheep 18 reaches the position desired ascent.

Il ressort de ce qui précède que, quelles que soient ses formes d'exécution, ce dispositif forme un ensemble compact pouvant aisément être transporté par un seul homme, puisque ne comportant ni moteur électrique, ni compresseur, ni générateur électrique, alourdissant les dispositifs actuels. Son encombrement réduit permet de le transporter dans une camionnette, sans avoir besoin d'atteler une remorque lourde et encombrante. L'utilisation de l'énergie pneumatique, aussi bien pour les circuits fournissant les efforts, que pour les circuits fonctionnels, limite les raccordements d'énergie à un raccordement pneumatique facilement disponible sur un chantier. De plus, ce dispositif permet d'obtenir une énergie suffisante pour permettre l'enfoncement du train de tiges du pénétromètre dans des sols de résistance pouvant être très variable, d'obtenir une énergie variable en fonction de la résistance des sols en évitant ainsi, soit un enfoncement nul, soit un enfoncement trop important, entraînant des pertes d'information. It emerges from the above that, whatever its embodiments, this device forms a compact assembly which can easily be transported by a single man, since comprising neither an electric motor, nor a compressor, nor an electric generator, weighing down current devices . Its small footprint allows it to be transported in a van, without the need to hitch a heavy and bulky trailer. The use of pneumatic energy, both for the circuits providing the forces, and for the functional circuits, limits the energy connections to a pneumatic connection readily available on a site. In addition, this device makes it possible to obtain sufficient energy to allow the penetrometer rod set to be driven into soils of resistance which can be very variable, to obtain variable energy as a function of the resistance of the soils, thus avoiding, either a zero penetration, or a too large penetration, causing loss of information.

A titre d'exemple, un mouton 18 ayant une masse de 20 kilogrammes et faisant une chute de 0, 10 à 1 mètre, fournit une énergie suffisante pour toutes les mesures de compacité avec un pénétromètre dynamique. By way of example, a sheep 18 having a mass of 20 kilograms and falling from 0.10 to 1 meter provides sufficient energy for all the compactness measurements with a dynamic penetrometer.

Enfin, le dispositif, qui se passe de l'énergie humaine, permet d'obtenir une cadence de frappe suffisamment soutenue de l'ordre de 30 coups/heure, pour réduire le temps de mesure, tout en étant suffisamment lente pour laisser le temps au système de mesure, d'acquérir un signal stabilisé. Finally, the device, which dispenses with human energy, makes it possible to obtain a sufficiently sustained striking rate of the order of 30 strokes / hour, to reduce the measurement time, while being slow enough to allow time to the measurement system, to acquire a stabilized signal.

Claims

CLAIMS 1. Automatic threshing device for a device for measuring the compactness of the ground comprising a movable frame and, carried by this frame: - a sheep (18) of constant mass, - means (17) for guiding the vertical movements of the sheep, -means (19) for raising the sheep after its free fall, - and means (16) positioning the starting point of the free fall of the sheep, on the head (22) of a penetrometer with rod train (25) and tip (26), characterized in that its frame (2) is in the form of a devil, the shovel (5) of which supports, on the one hand, a mast (6) for guiding and holding a sub - threshing unit (B), and, on the other hand, the housing (28) of a driving sensor (29) provided with means (27) for guiding the drill string (25) of a dynamic penetrometer with variable energy, while, on the one hand, the threshing sub-assembly (B) comprises the means (17) for guiding the sheep, means (20a) for holding in translati transverse of the head (22) of the penetrometer and of support (20b) on this head, these means (20a, 20b) being arranged at the end of the guide means (17) of the sheep (18), and means motors (19,32) with vertical reciprocating movements, respectively ascending and descending, linked in translation with the sheep (18) only during their upward movement, and that, on the other hand, means (55,56) are provided limiting the sheep ascent stroke (18) according to information from a computer (44), said computer being carried by the chassis (2) and connected to an energy sensor (23) disposed in the threshing head (22) and to a penetrometer penetration sensor (29).

2. Threshing device according to claim 1, characterized in that the reciprocating motor means for raising the sheep comprise: - a cable (32) one end of which is hooked to a fixed point (33) of the threshing sub-assembly (B) and the other end of which is attached to the sheep (18), said cable describing an S-shaped trajectory during which it passes, on the one hand, over a pulley (35) of fixed position, disposed at the upper end of the guide means (17)

vertical translation of the sheep (18) and, on the other hand, on a movable pulley (30), - a pneumatic and double-acting threshing cylinder (19), arranged vertically and whose body is linked to the threshing sub-assembly (B), while its rod (19b) is turned downwards and carries the movable pulley (30), - a pneumatic distributor (36) connected by pneumatic conduits, on the one hand, to the two chambers of the threshing cylinder (19), and on the other hand, to an internal supply circuit (38), connectable to the compressed air supply network available on a site, - and means (42,44) for controlling the distributor.

3. Threshing device according to claim 2, characterized in that the control means consist of a housing (42) with manual actuation driving the distributor (36) of the threshing cylinder (19).

4. Device according to claim 2, characterized in that the control means comprise a housing (42) with manual actuation and the computer (44).

5. Device according to claim 1, characterized in that the means (17) for guiding the sheep consist of a tubular section of polygonal cross section, identical to that of the sheep (18) which it contains, while the means limiting the sheep's ascent stroke consist of at least one removable finger (51) arranged transversely in the sheep's ascent path (18) and in

coaxial bores (55) and formed in two of the walls opposite the guide (17), these bores being part of a series of bores spaced vertically and distributed over the height of the guide (17) of the sheep.

6. Device according to claim 1, characterized in that the means limiting the ascent stroke of the sheep (18) comprise several sensors (56) arranged with a spacing between them, ie over the height of the body (19a) of the threshing cylinder (19), either on the guide (17) of the sheep, each sensor being provided with means detecting the passage, respectively, of the piston of the jack (19) or of the sheep (18), and being connected, by an electrical circuit (57 ), to the computer (44) determining the stopping of the supply to the threshing cylinder (19) as a function of the information received from the sensor (29) of the driving stroke.

7. Threshing device according to claim 1, characterized in that the means limiting the sheep's ascent stroke comprise the pneumatic distributor (36) supplying the threshing cylinder (19), this distributor being controlled directly by the computer ( 44).

8. Threshing device according to claim 1, characterized in that the threshing sub-assembly (B) is connected, on the one hand, to a vertical slide (7) slidably mounted on the mast (6) for guiding, and d 'other hand, at the upper end of the rod of a vertical pneumatic cylinder (9), single acting whose body is connected to the base of the mast (6), said cylinder being connected to a distributor (48) to several ways which can: - supply it by the internal supply circuit (38) to bring the threshing sub-assembly into an elevated position for fitting the elements of the penetrometer, - put its chamber in the exhaust to bring the sub-assembly (B) in working position,

- Or supply it with a tank (49) of pressurized air, for balancing the mass of the sub-assembly (B).

9. Device according to claim 1, characterized in that the foot (12) of the mast (6) for guiding the threshing sub-assembly (B), on the one hand, is articulated around a horizontal axis (13) , and on a bearing (14) carried by the shovel (5) of this hand truck, and, on the other hand, is integral with a plate (12a) extending on either side of the mast and coming to bear on support stops (15), adjustable in height and making it possible to adapt the verticality of the mast (6), when the shovel is resting on sloping ground.