Brevet FR2126072A1 — publié le 19721006

L'invention concerne les appareils percutants réversibles pour la foration du sol par compression latérale, et peut être appliquée par exemple, à la pose de canalisations souterraines sans ouverture de tranchées. 5 La demande déposée antérieurement par le même demandeur fait connaître un appareil percutant réversible comprenant un corps creux pointu à l'avant, dans lequel est placé un percuteur qui, sous l'action de l'air comprimé, exécute un mouvement rectiligne alternatif en portant contre le corps des coups qui le font dépla-10 cer dans le sol. L'air comprimé est admis à des chambres de travail de volume variable, dont l'une, la chambre avant, est formée par la surface intérieure du corps et la surface extérieure du percuteur ; la chambre arrière est située à l'intérieur du percuteur, dans sa 15 partie arrière, et est mise en communication avec la chambre de travail avant par des lumières pratiquées dans la partie arrière du percuteur. La chambre arrière est raccordée à la source d'air comprimé par xine douille d'amenée d'air étagée, située dans la chambre ar-20 rière du percuteur et fixée par son flasque à la partie arrière du corps. Sur son étage de grand diamètre, coopérant avec le percuteur, la douille d'amenée d'air comporte des lumières qui, quand le percuteur exécute sa course aller, sont fermées par un tiroir disposé à 1'intérieur de la douille. Le tiroir est solidaire d'un 25 fourreau sollicité par un ressort, ce fourreau étant monté sur 1* étage de petit diamètre de la douille et mobile dans la direction axiale. Le renversement de la marche de l'appareil connu décrit, pour passer de la marche avant (active) à là marche arrière (à vide) s' 30 effectue en abaissant la pression de l'air comprimé par rapport à la pression nominale, et, pour passer de la marche -arrière à la marche avant, il s'effectue en augmentant la pression de l'air comprimé jusqu'à la valeur nominale. Dans les deux cas, au changement de la pression de l'air comprimé il se produit un coulissement du 35 tiroir sollicité par un ressort, lequel ouvre (ou ferme) les lumières de la douille d'amenée d'air et, par cela-même, modifie le régime d'admission de l'air comprimé à la chambre avant. Il en résulte le changement du sens des coups portés par le percuteur contre 71 06079 2 2126072 le corps, et, par conséquent, le changement du sens de déplacement de l'appareil tout entier. Comme l'a fait apparaître l'expérience de l'utilisation de tels appareils percutants réversibles, dans la pratique il ne s' 5 avère pas toujours possible de maintenir la pression aux valeurs prescrites en marche avant ou en marche arrière de l'appareil (la différence de pression est de 2 à 3 kg/cm ). lors des fluctuations éventuelles de la pression, l'appareil peut passer spontanément du régime "marche avant " au régime "marche arrière" et inversement, 10 ce qui résulte du principe de fonctionnement de l'appareil décrit plus haut. En outre, il s'est avéré qu'au démarrage de l'appareil, pour faciliter la pénétration du corps dans le sol il faut le faire marcher pendant un certain temps sous une pression d'air plus petite 15 que la valeur nominale, ce qui ne peut être réalisé avec l'appareil connu, tel que décrit plus haut. Il faut aussi rapporter aux inconvénients de conception de l'appareil connu, la nécessité d'utiliser un ressort dont la raideur a une valeur strictement déterminée. 20 Le but de l'invention est de supprimer les difficultés et les inconvénients indiqués. Il s'agit donc de créer un appareil percutant réversible qui travaille aussi bien au régime "marche avant" qu'au régime "marche arrière" quelle que soit la pression d'alimentation, pourvu que 25 sa valeur s oit suffisante. Suivant l'invention, la solution consiste en ce que la douille d'amenée d'air comporte sur son étage de grand diamètre une seconde rangée de lumières disposée parallèlement à la première rangée, ainsi que des orifices pour l'échappement de l'air, situés 30 dans la-partie terminale de l'étage de grand diamètre de la douille, et que le tiroir creux comporte sur son étage coopérant avec la douille deux rangées de lumières séparées l'une de l'autre par une cloison et mises alternativement en coïncidence avec les lumières correspondantes de la douille quand le tiroir exécute une 35 rotation, pour l'obtention de laquelle le tiroir et la douille sont accouplés entre eux par une saillie se déplaçant suivant une rainure de forme sans fin, ce qui assure la rotation du tiroir dans un seul sens autour de son axe longitudinal pendant les coulissements 71 06079 3 2126072 du tiroir se produisant lors du renversement de la marche de l'appareil par admission ou coupure de l'air comprimé alimentant cet appareil. Il est avantageux que les flancs de la rainure de forme sans 5 fin, ménagée sur la surface intérieure du flasque de la douille, suivent des lignes brisées identiques, chaque sommet d'une des lignes étant décalé par rapport au sommet opposé ou homologue de l'autre ligne brisée d'un angle assurant la rotation du tiroir dans un seul sens. 10 Une telle réalisation constructive de la douille d'amenée d' air et du tiroir, suivant l'invention, permet d'exclure le passage spontané de l'appareil d'un régime de marche à l'autre quelles que soient les fluctuations éventuelles de la pression de l'air comprimé d'alimentation. Cela s'explique par le fait que le passage de 1' 15 appareil d'un régime à l'autre ne peut être obtenu que par coupure (ou admission) de l'air comprimé, quand le tiroir fonctionne en provoquant un changement du régime d'admission de l'air comprimé à la chambre avant de l'appareil et, par conséquent, le renversement de la marche de l'appareil. 20 D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention ressortent de la description détaillée ci-après de l'invention et des dessins annexés qui représentent : - la Fig. 1, un schéma de principe de l'appareil percutant réversible pour la foration du sol (vu.e de côté avec coupe longi- 25 tudinale partielle) ; - la Fig. 2, une coupe suivant II-II de la Fig. 1 ; - la Fig. 3» line coupe suivant III-III de la Fig. 1 ; - la Fig. 4, le développement de la rainure de forme au diamètre d de la fig.l. 30 L'appareil comprend un corps cylindrique creux 1 (Fig. 1) appointi à l'avant, dans lequel est placé un percuteur 2 s'appuyant sur la surface intérieure du corps 1 par deux portées 3 et 4. La cavité comprise entre la surface intérieure du corps 1 et la surface extérieure du percuteur 2, constitue la chambre de travail 35 avant 5, de volume variable dépendant de la position du percuteur 2 dans le corps 1. Dans la partie arrière du percuteur 2, il y a aussi une cavité qui constitue la chambre de travail arrière 6, de volume va 71 06079 4 2126072 riable. Dans la paroi de la partie arrière du percuteur 2 il y a des lumières 7 qui» selon la position du percuteur 2, mettent périodiquement la chambre avant 5 en communication tantôt avec la chambre arrière 6 se trouvant en permanence sous pression, tantôt 5 avec l'atmosphère. L'air comprimé arrive à la chambre 6 par une douille d'amenée d'air étagée 8, fixée par son flasque 9 à la partie arrière du corps 1 et raccordée au flexible 10 amenant l'air comprimé débité par un compresseur (non représenté). 1o Sur la surface cylindrique de son étage de grand diamètre coopérant avec la partie arrière du percuteur 2, la douille 8 comporte deux rangées parallèles de lumières 11 (Fig. 2) et 12 (Fig. 3), et dans la partie terminale de cet étage de la douille"8 il y a des orifices 13 (Fig. 1) pour l'échappement de l'air détendu. 15 Des orifices 14 pour l'échappement sont aussi percés dans le flasque 9 de la douille 8. A l'intérieur de la douille d'amenée d'air 8 est placé un tiroir creux 15, ayant une forme cylindrique étagée semblable à celle de la douille 8. Sur la surface cylindrique de l'étage de grand 20 diamètre du tiroir 15, qui coopère avec la douille 8, il y a aussi deux rangées 16 (Fig. 2) et 17 (Fig. 3) de lumières. Ces rangées 16 et 17 de lumières sont séparées l'une de 1' autre par une cloison transversale 18 du tiroir 15 et sont situées de telle façon que, quand le tiroir 15 tourne d'un angle prédéter-25 miné, ou °t, (Fig. 4), elles se mettent alternativement en coïncidence avec les rangées correspondantes 11 et 12 de lumières de la douille 8. Entre la face de la douille 8 et la cloison transversale 18 du tiroir 15 est placé un ressort 19. Sur sa surface cylindrique intérieure, le flasque 9 de la 30 douille 8 comporte une rainure-guide sans fin 20 dans laquelle peut se déplacer une saillie 21 située sur la surface extérieure de la partie arrière du tiroir 15. Les flancs 22 et 23 (Fig. 1) de la rainure 20 suivent des lignes brisées 24 (Fig. 4.) et 25, les sommets 26 de la. ligne brisée 35 24 et les sommets 27 -homologues (opposés) de la ligne brisée 25 étant décalés l'un par rapport à l'autre d'un angle oC. Ce décalage des sommets 26 et 27 des lignes brisées 24 et 25 suivant lesquelles sont tracés les flancs 22 et 23 de la rainure sans fin, assure la 71 06079 5 2126072 rotation du tiroir dans un seul sens lors de ses coulissements. l'appareil fonctionne de la façon suivante. Au régime "marche avant" de l'appareil, sous l'action de l'air comprimé arrivant à la chambre de travail arrière 6 par le canal 5 du tiroir 15, à partir du flexible 10, le tiroir 15 se déplace à sa position extrême de droite (sur la Fig. 1). les lumières de la rangée 11 de la douille 8 sont fermées par le tiroir 15 (comme montré sur la Fig. 2), et les lumières de la rangée 12 de la douille 8 sont mises en coïncidence avec les lumières de la rangée 17 du 10 tiroir 8 (comme montré sur la Fig. 3). le ressort 19 est alors à l'état comprimé. Simultanément, sous l'action de l'air comprimé arrivant à la chambre arrière 6, le percuteur se déplace à gauche et porte m coup sur la paroi intérieure de la partie avant du corps 1 ; il en résulte un avancement de tout l'appareil dans le sol, 15 dans le sens du coup, c'est-à-dire en avant (sur la Fig. 1, vers la gauche).' le recul dé l'appareil sous l'action des forces de réaction est entravé par les forces de frottement entre le corps 1 et la paroi du trou. 20 Au commencement de la course aller du percuteur 2, ses lu mières 7 mettent la chambre de travail avant 5 en communication avec l'atmosphère. Vers la fin de la course du percuteur 2 et par suite de sa coopération avec la douille 8, à une distance prédéterminée de sa position extrême gauche (avant), les lumières 7 du per-25 cuteur 2 mettent la chambre de travail avant 5 en communication avec la chambre arrière 6, et, par conséquent, avec la source d'air comprimé. Sous l'effet de son rebondissement contre la paroi avant du corps 1 et de la pression de l'air comprimé arrivant à la chambre 30 avant 5, le percuteur 2 commence à se déplacer en sens inverse (sur la Fig. 1, vers la droite), car sa surface active du côté de la chambre avant 5 est plus grande que du côté de la chambre arrière 6. Après fermeture des lumières 7 par la surface latérale de la 35 douille 8, le percuteur 2, en surmontant la résistance de l'air comprimé se trouvant dans la chambre 6, continue son mouvement vers la droite grâce à la détente de l'air dans la chambre avant 5. A la fin de la course de retour du percute-or 29 ses lumières 71 06079 6 2126072 7 mettent la chambre avant 5 en communication avec l'atmosphère, via les lumières de la rangée 12 et les orifices d'échappement 13 de la douille 8, ainsi que via les lumières de la rangée 17 du tiroir 15- et les orifices d'échappement 14 percés dans le flasque 5 9 de la douille 8. C'est ainsi que l'air détendu s'échappe à 1* atmosphère. Ensuite le cycle de fonctionnement de l'appareil se répète. Pour renverser la marche de l'appareil percutant en vue de. l'extraire du trou, il faut couper l'alimentation en air comprimé. 10 Le tiroir 15, sous l'action du ressort 19, se déplace jusqu'à sa position extrême gauche (sur la Fig. 1}, en tournant en même temps dans la douille 8 d'un angle otj, (Fig. 4) prédéterminé, résultant du déplacement de sa saillie 21 dans la rainure 20 ménagée dans le flasque 9 de la douille 8. 15 Après admission de l'air comprimé à l'appareil, le tiroir 15 se déplace jusqu'à sa position droite extrême en comprimant le ressort 19 et en tournant simultanément (par suite du déplacement de sa saillie 21 dans la rainure 20) d'un angled2 dans le même sens que lors du passage de l'appareil au régime "marche arrière". 20 La rotation du tiroir 15 toujours dans le même sens est assurée par le déplacement de sa saillie 21 (suivant la flèche A sur la Fig. 4) dans la rainure 20, dans laquelle les sommets 26 et 27 des lignes brisées 2^ et 25 respectivement, suivies par ses flancs 22 et 23» ont un certain décalage angulaire. 25 La situation des lumières dans chacune des rangées 16 et 17 du tiroir 15 est choisie de telle façon que, lorsque le tiroir 15 a tourné d'un angle égal à ( Après admission de l'air comprimé, simultanément avec le déplacement du tiroir 15 à droite, le percuteur 2 commence à se déplacer vers la gauche jusqu'à ce que l'admission de l'air compri-35 mé à la chambre avant 5 à partir de la chambre arrière 6 soit mise en avance (comparativement au régime "marche avant" de l'appareil), par suite de la mise en coïncidence des lumières des orangées 16 et 11 avec les lumières 7 du percuteur 2. Il s'ensuivra l'arrêt du 71 06079 7 2126072 percuteur 2 par l'air comprimé arrivant à la chambre avant 5 et, sans porter de coup sur la paroi intérieure de la partie avant du corps 1, le percuteur 2 commencera à se déplacer vers la droite. Du fait de l'augmentation du volume de la chambre avant 5 et 5 du retard à l'échappement de l'air de cette chambre comparativement au régime normal (car les lumières de la rangée 12 sont fermées et l'échappement ne se produit que lorsque les lumières 7 du percuteur 2 dépassent le grand étage de la douille 8), quand le percuteur 2 exécute sa course retour (à droite) il porte le coup sur 10 le flasque 9 de la douille 8, fixé au corps 1 de l'appareil. De la sorte, l'appareil se déplacera en sens inverse (contraire du sens de travail), c'est-à-dire qu'il reculera à vide dans le trou venant d'être pratiqué. Pour faire passer l'appareil du régime "marche arrière" au 15 régime "marche avant", il faut couper l'alimentation en air comprimé de l'appareil, puis rétablir l'alimentation. Dans ce cas, de même que décrit plus haut, le tiroir 15 tournera deux fois d'un angle égal à la somme des deux angles et c*^, ce qui provoquera la mise en coïncidence des lumières des rangées 12 et 17, tandis 20 que les lumières de la rangée 11 seront fermées par le tiroir 15. L'admission de l'air à la chambre avant 5 sera alors réglée par la tranche avant de la.douille 8, et le percuteur 2 portera les coups sur la paroi intérieure de la partie avant du corps, c'est-à-dire que l'appareil exécutera le cycle "marche avant". 25 De la sorte, le renversement de la marche de l'appareil conçu comme décrit s'effectue par coupures successives courtes de l'alimentation de l'appareil en air comprimé. L'angle de rotationC* .j (ouo 71 06079 8 2126072 REVENDICATIONS. t - Appareil percutant réversible pour la foration du sol par compression latérale, comprenant un corps creux appoint! à 1* 5 avant, dans lequel est placé un percuteur mobile formant dans le corps une chambre de travail avant de volume variable et ayant dans sa partie arrière une chambre de travail arrière de volume variable mise en communication avec la chambre avant par des lumières du percuteur, celui-ci donnant des coups contre le corps lors du mou-10 vement rectiligne alternatif qui lui est imprimé par l'air comprimé admis aux chambres par une douille d'amenée d'air étagée placée dans la chambre arrière, cette douille étant fixée à la partie arrière du corps par son flasque et comportant sur son étage' de grand diamètre coopérant avec le percuteur une rangée de lumières dont la 15 fermeture est assurée par un tiroir creux sollicité par un ressort et placé à l'intérieur de la douille d'amenée d'air, caractérisé en ce que la douille d'amenée d'air (8) comporte sur son étage de grand diamètre une seconde rangée (12) de lumières disposées parallèlement à la première rangée (11), ainsi que des orifices (13)poux l'éehap-20 pement de l'air, situés dans la partie terminale de l'étage de grand diamètre de la douille (8), et en ce que le tiroir creux (15) comporte sur son étage coopérant avec la douille d'amenée d'air (8) deux rangées (16 et 17) de lumières séparées l'une de l'autre par une cloison (18) et mises alternativement en coïncidence avec les 25 rangées (11 et 12) de lumières correspondantes de la douille (8) quand le tiroir (15) exécute une rotation autour de son axe Ion- • gitudinal, pour l'obtention de laquelle le tiroir (15) et la douille (8) sont accouplés entre eux par une saillie (21) se déplaçant suivant une rainure sans fin (20), ce qui assure la rotation du 30 tiroir .(15) dans un seul sens autour de son axe longitudinal pen-dans les coulissements du tiroir (15) se produisant lors du renversement de la marche de l'appareil par établissement et coupure de l'alimentation de l'appareil en air comprimé. 2 - Appareil percutant réversible suivant la revendication 1, 35 caractérisé en ce que les flancs (22 et 23) de la rainure sans fin (20), ménagée sur la surface intérieure du flasque (9) de la douille (8), suivent des lignes brisées (24 et 25) identiques, chaque sommet (26) d'une des lignes (ligne 24) étant décalé par rapport 71 06079 9 2126072 au sommet (27) opposé (homologue) de l'autre ligne "brisée (25) d'un angle ( o