Brevet FR2132204A1 — publié le 19721117

La présente invention concerne les machines destinées- à forer des trous dans la terre et, plus particulièrement, une machine permettant de forer des canaux horizontaux dans la terre, par exemple sous un trottoir, un chemin en dalles de béton ou une chaussée. En général, pour enterrer une conduite, par exemple une canalisation d'eau, on creuse une tranchée ouverte ou un caniveau, la conduite est déposée dans la tranchée, et cette dernière est ensuite comblée. Cependant, dans les cas où la conduite doit être enterrée sous un revêtement tel qu'une chape de béton, il est évidemment préférable de ne pas détruire partiellement la chape en creusant une tranchée dans cette dernière pour placer une section de conduit, la reboucher et reconstituer ensuite la chape. Dans ces cas, il est préférable de forer un trou horizontal sous la chape ou la chaussée, puis de glisser une section de conduit dans cette galerie horizontale et de raccorder ensuite les deux extranités de ce conduit à des canalisations posées dans des tranchées. Ces trous horizontaux peuvent être forés au moyen de divers types de machines classiques. Pour percer sous une chaussée un trou horizontal à une position, une orientation et une profondeur données, la machine à forer doit être immobilisée à une position appropriée pendant toute l'opération de forage. La machine doit donc comporter des dispositifs de stabilisation pour éviter que 11 opérateur ie soit obligé de modifier périodiquement la position ou l'orientation de la machine. En outre, pendant l'opération de forage, la tarière rotative ou trépan rencontre souvent des obstacles, tels que des roches. Dans ces cas, la vitesse d'avance de la tarière doit être réduite temporairement. En raison de ces facteurs, là foreuse doit- être-en général servie par plusieurs opérateurs pour que le forage s'effectue en un temps acceptable. Les machines classiques à forer des trous horizontaux sont en général très coûteuses et très encombrantes. En raison de leurs dimensions, certaines de ces machines doivent être placées dans des tranchées ou des fosses larges et profondes, ce qui oblige à procéder à des travaux de terrassement supplémentaires. Certaines machines classiques sont difficiles à déplacer, et leur mise en place ainsi que le réglage de leur position exigent un temps considérable. Par ailleurs, certaines machines doivent être surveillées en permanence pour qu'elles conservent une orientation correcte pendant l'opération de forage. L'invention a donc pour objet une machine à forer des trous dans la terre sous tin revêtement, tel qu'une chape ou une chaussée. Cette machine peut être rapidement et facilement mise en place dans une tranchée existante, 72 11105 2 2132204 pratiquée à côté de la chaussée, et elle est ancrée à cette dernière de manière qu'elle conserve sa position initiale pendant l'opération de forage. Cette machine peu coûteuse peut être manoeuvrée et commandée par un seul opérateur. Cette machine est mobile, elle peut être facilement et rapidement 5 déplacée et son bâti comporte deux longerons de guidage qui reposent sur la surface supérieure de la chaussée, tandis que l'outil de forage est disposé dans une tranchée voisine de la chaussée. Enfin, la vitesse de forage peut être réglée facilement lorsque l'outil de forage rencontre un obstacle en cours de travail. 10 L'invention sera décrite en détail ci-après en regard du dessin annexé montrant un exemple nullement limitatif et sur lequel : - la figure 1 est une vue en élévation latérale d'une machine à forer de 11 invention ; - la figure 2 est une vue en plan de la machine représentée sur 15 la figure 1 ; - la figure 3 montre le dispositif d'ancrage de la machine, vu selon la ligne 3 - 3 de la figure 1, mais à plus grande échelle ; et - la figure 4 représente une machine à forer de l'invention comportant un chariot d'entraînement modifié. 20 Le bâti 10 de la machine représentée sur les figures 1 et 2 comprend deux longerons parallèles lia. et 11b. Ces longerons sont constitués par des profilés en U, disposés de manière que leurs côtés ouverts soient face à face. Ils sont reliés à leurs extrémités par des traverses 12 et 13, avec lesquelles ils constituent un châssis rectangulaire. Une traverse 25 intermédiaire 14, fixée par ses deux extrémités aux longerons lia et 11b, augmente la rigidité du châssis. Les longerons 11^ et 11b ainsi que les traverses'12 et 13 sont de préférence des éléments en acier pour que l'ensemble soit suffisamment rigide. Les traverses 12 et 13 sont, par exemple, soudées aux extrémités arrière et avant correspondantes des longerons llji 30 et 11b. Ces derniers constituent des guides longitudinaux espacés, dans lesquels roulent des galets 15. Des mancherons 16 sont fixés aux extrémités avant et arrière du cadre 10 et permettent le déplacement facile de la machine. Le dispositif d'alignement 17 comprend une plaque de retenue 18 fixée par des boulons 19a. et 19b sur la traverse avant 12. La plaque 18 est 35 orientée vers le bas,et elle est destinée à s'appuyer contre un côté de la chaussée 20 qui est-, par exemple, une dalle dé béton constituant le revêtement d'un chemin. Le chariot est constitué par une plate-forme 21, munie de pivots- fixes 22a_ et 22b fixés latéralement sous sa face supérieure et qui portent chacun un galet rotatif 15 roulant dans le canal latéral, délimité par le côté ouvert du longeron lia ou 11b correspondant. Un moteur 23, par 72 11105 3 2132204 par exemple à combustion interne, muni d'un embrayage centrifuge 24, est monté par un moyen quelconque sur la plate-forme 21. Une courroie de transmission sans fin 25 relie l'embrayage centrifuge 24 à un réducteur 26, monté également sur la plate-forme 21. Un arbre creux 27 et monté sous le châssis 10, et il est supporté par une chaise arrière 28 constituée par une tige verticale 30, dont l'extrémité supérieure est fixée à la plate-forme mobile 21 et dont l'extrémité inférieure est munie d'un palier 31. Une chaînesans fin 32, qui passe dans une lumière 33 de la plate-forme 21, passe sur un pignon calé sur l'arbre de sortie du réducteur 26 et sur un second pignon calé sur un demi-arbre 34 qui tourne dans le palier 31 de la chaise arrière 28. Un joint universel d'accouplement 35 relie le demi-arbre 34 à l'arbre creux 27. Ce dernier est également supporté par une chaise avant 29 qui comprend une traverse 36, à laquelle est fixée une patte verticale 37 munie d'un second palier 38. L'arbre 27 tourne dans le palier 38, et il coulisse également dans ce dernier. Des' brides 39a. et 39b montées aux extrémités de la" traverse 36 peuvent s'appliquer contre les ailes des longerons correspondants lla^ et 11b., de manière à bloquer la traverse 36 et donc la chaise avant 28 à une position axiale choisie. Un dispositif de circulation d'eau 40 entoure l'arbre creùx 27 au voisinage du joint universel 35. Ce dispositif 40 comprend un boîtier fixe 41, monté à l'extrémité inférieure d'un montant 45 fixé sous la plateforme 21, et délimite une chambre d'eau entourant l'arbre 27 qui comporte à ce niveau plusieurs trous radiaux 42, répartis sur sa circonférence. Un joint 43, monté à chaque extrémité du boîtier 41, assure l'étanchéité de la chambre d'eau délimitée entre le boîtier 41 et l'arbre creux 27. Un outil de forage ou trépan 44 comportant une ouverture centrale est fixé à l'extrémité libre de l'arbre creux 27. L'eau arrivant par un raccord 45 dans le boîtier 41 s'écoule par les trous radiaux 42 de l'arbre 27 dans ce dernier et s'échappe par l'orifice central du trépan 44. La transmission accouplant le moteur 23 à l'arbre creux 27, qui entraîne directement le trépan 44, comprend donc l'embrayage centrifuge 24, la courroie 25, le réducteur de vitesse 26, la chaîne 32, le palier 31 et le joint universel 35. Pour percer une galerie horizontale sous la chaussée 17, le chariot mobile comportant la plate-forme 21 doitdonc se déplacer horizontalement. Le dispositif d'entraînement comprend un treuil 46, dont le câble 47 est muni d'un crochet engagé dans un oeil 48, fixé lui-mÊme "à la barre verticale 30 solidaire de la platè'-forme 21. Le" treuil 46 est monté sur une 72 11105 4 2132204 plaque 49 fixée à l'extrémité avant des longerons lia. et 11b. Le câble 47 passe sur une poulie de renvoi montée sur la partie supérieure de la traverse mobile 36. Le treuil 46 est destiné à tirer le chariot mobile vers le dispositif d'orientation 17. Lorsque le trépan 44 creuse la terre sous la chaussée 20, la réaction tire le châssis 20 vers l'arrière, la plaque plane 18 s'appuie contre le bord de la chaussée 20 et, de ce fait, la pression exercée par le trépan 44 contre la terre verrouille la machine à sa position et à son orientation prédéterminées. Pour creuser la galerie horizontale, la machine est amenée près du trottoir ou de la chaussée 20, et placée dans la tranchée habituellement creusée de part et d'autre de la chaussée 20 pour la pose de la canalisation. Le châssis 10 est placé sur la surface supérieure de la chaussée 20,et le dispositif d'alignement 17 est plaqué contre le bord latéral de cette dernière. Les longerons éspacés lla^ et 11b. sont placés de part et d'autre de la tranchée 50,et les chaises 28 et 29 ainsi que l'arbre 27 et le trépan 44 sont disposés à l'intérieur de celle-ci. L'e raccord d'entrée 45 est relié à une source d'eau sous pression, le dispositif 40 la dirige dans l'arbre creux 27, et elle s'évacue par l'ouverture centrale du trépan 44. L'opérateur met le moteur 23 en marche, et celui-ci entraîne l'arbre 27 et le trépan 44. L'opération actionne alors le treuil 46, de manière à tirer la plate-forme mobile 21 et le chariot - dont les galets roulent dans les longerons lla^ et llb_ - vers le dispositif d'alignement 17. Dès que le trépan 44 s'appuie contre la terre sous la chaussée 20, la plaque d'alignement 18 s'applique contre le bord latéral opposé de la chaussée 2Q de manière que le cadre 10 s'aligne à l'orientation correcte par rapport à cette dernière. La réaction du trépan 44 applique la plaque 18 contre la chaussée 20 et, de cette manière, la machine est immobilisée à l'orientation convenable. Le trépan creuse alors la galerie dans la terre sous la chaussée, dans l'axe prévu. Lorsque la galerie ne doit pas être creusée perpendiculairement à la chaussée, le cadre 10 doit être orienté, de manière qu'il fasse avec la chaussée un angle correspondant à l'orientation de la galerie. Il suffit de décaler le dispositif d'alignement 17 pour le placer, par exemple, à la position représentée en pointillé sur la figure 3. Dans ce cas, il suffit de placer une cale 51 sur le boulon 19a, par exemple, pour que la galerie soit forée obliquement et à l'orientation angulaire prévue. Bien entendu, lorsque la chaussée est en courbe ou que son bord est de forme irrégulière, 72 11105 5 2132204 le dispositif d'alignement 17 doit être réglé en fonction de la configuration de la chaussée. Par ailleurs, le fonctionnement de la machine reste identique. Comme on l'a vu, l'opérateur actionne la manivelle du treuil pour tirer le chariotirobile roulant dans les longerons vers le dispositif d'ali-5 gnement. Lorsque l'opération de forage est terminée, l'opérateur ramène le chariot à sa position initiale en le poussant simplement à la main. Cependant, comme la machine est utilisée par une seule personne, il est souhaitable que l'opérateur puisse également ramener le chariot à sa position initiale au moyen du treuil. Dans ce cas, la machine est légèrement modifiée 10 comme on le voit sur la figure 4. Dans cette variante, une chaîne 52 sans fin tournant sur les pignons de renvoi 53 et 54 est entraînée par un pignon commandé par le treuil 55. La chaîne 52 est disposée à l'extérieur d'un longeron ll Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées 20 à la machine décrite ci-dessus, sans sortir*Tlu cadre de l'invention. 72 11105 6 2132204 REVENDICATIONS 1. Machine à forer destinée à pratiquer .des galeries horizontales dans la terre sous un revêtement tel qu'un trottoir, la chaussée d'un chemin ou 5 d'une route, caractérisée en ce qu'elle comprend un châssis horizontal comportant deux longerons parallèles espacés constituant des guides, un dispositif d'alignement relié à une extrémité du châssis et orienté vers le bas, de manière qu'il puisse s'appliquer contre un bord de la chaussée lorsque le châssis repose horizontalement sur cette dernière, un chariot 10 dont les roues sont disposées dans les guides des longerons, un moteur monté sur le chariot, un arbre rotatif creux disposé sous le châssis, un outil de forage fixé à l'extrémité de l'arbre creux, un premier palier suspendu sous le chariot,de manière que l'arbre puisse tourner et se déplacer en même temps que le chariot, un second palier suspendu sous le 15 châssis, et placé au voisinage de l'autre bord de la chaussée, entre le premier palier et le dispositif d'alignement, de manière que l'arbre puisse tourner et coulisser axialement dans le second palier, un dispositif accouplant l'arbre au moteur, de manière que ce dernier commande la rotation de l'arbre et de l'outil de forage,et un dispositif d'entraînement relié 20 au châssis et au chariot et exerçant une traction sur le châssis, de manière que ]e dispositif d'alignement s'applique contre le bord correspondant de la chaussée lorsque le chariot se déplace le long des longerons en direction du dispositif d'alignement, et que l'outil fore une galerie dans la terre sous la chaussée, afin que la machine soit immobilisée à son alignement 25 initial pendant l'opération de forage. 2. Machine selon la revendication .1, caractérisée en ce que le dispositif d'entraînement du chariot comprend un treuil.fixé au châssis et un câble entraîné par le treuil et relié au chariot, de manière que ce dernier puisse être tiré par le treuil, vers le dispositif d'alignement. 30 3. Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'outil de forage comporte un orifice central, une section de l'arbre creux comportant des ouvertures radiales, un boîtier étanche non tournant étant associé à l'arbre et entourant sa section comportant les ouvertures radiales, de manière qu'un fluide, tel que l'eau, introduit dans le boîtier, pénètre dans l'arbre 35 creux par les ouvertures radiales, circule dans l'arbre creux et s'échappe de ce dernier par le centre de l'outil de forage. 72'11105 7 2132204 4. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif entraînant le chariot peut déplacer ce dernier dans les deux sens le long des longerons de guidage, un boîtier non rotatif de distribution d'eau étant associé à l'arbre creux et iitroduisant de l'eau dans ce dernier, de manière que celle-ci s'échappe de l'arbre creux par un orifice central de l'outil pendant l'opération de forage. 5. Machine à forer s'alignant et se verrouillant automatiquement à une position et à une orientation prédéterminées, destinée à creuser des trous horizontaux dans la terre sous un revêtement, tel qu'un trottoir, la chaussée d'une rue ou d'un chemin-, caractérisée en ce qu'elle comprend un châssis horizontal fixe comportant des longerons de guidage, un organe d'alignement et de verrouillage relié, à une extrémité du châssis, et orienté vers le basi de manière qu'il puisse s'appliquer contre un des. bords latéraux de la chaussée, lorsque le châssis repose sur la surface supérieure de cette dernière, un chariot mobile le long des longerons de guidage, un moteur monté sur le chariot, un arbre rotatif disposé sous le châssis, un outil de forage fixé à une extrémité de l'arbre, des éléments supportant l'arbre sous le châssis, un dispositif de transmission comprenant un joint universel accouplant l'arbre au moteur, de manière que ce dernier commande la rotation de l'arbre et de l'outil de forage, et un dispositif d'entraînement du chariot relié au châssis et au chariot permettant de déplacer ce dernier le long des longerons de guidage en direction de l'organe d'alignement, de manière que, lorsque le chariot est tiré par le treuil, l'organe d'alignement s'applique contre le bord latéral correspondant de la chaussée, tandis que l'outil fore un trou horizontal dans là-terre sous cette dernière, et que la machine conserve sa position et son orientation initiales pendant l'opération de forage. 6. Machine selon la revendication 5, caractérisée en ce que le dispositif d'entraînement du chariot comprend un treuil fixé au châssis et.un câble entraîné par le treuil et relié au chariot, de manière qu'il puisse tirer ce dernier vers l'organe d'alignement, le dispositif de transmission comportant un réducteur de vitesse pour que l'arbre soit entraîné à une faible vitesse de rotation par rapport à la vitesse de rotation du moteur. 7. Machine selon la revendication 5, caractérisée en ce que le dispositif entraînant le chariot comprend des organes de liaison pouvant déplacer ce dernier dans les deux sens le long des longerons de guidage.