Brevet FR2188045A1 — publié le 19740118

La présente invention se rapporte à un dispositif de guidage pour machine de forage à tete tournante et bras oscillants, montée à l'avant d'un chassis et dont le guidage est effectué par l'arrière à l'aide d'un chariot de guidage dans lequel coulissent les longerons prolongés vers l'arrière dudit chassis, ledit chariot comportant deux parties, un corps de coulisse porteur de vérins d'appui des plaques d'ancrage aux parois du tunnel en cours de forage et un coulisseau comprenant les tubes munis des bagues de frottement desdits longerons coulissants et reliés entre eux par deux plaques espacées l'une de l'autre. On connaît déjà des dispositifs de guidage dans lesquels un joint à rotule sphérique est interposé entre le chariot de guidage et les vérins d'appui sur les parois du tunnel. Le guidage de la machine est alors réalisé par le déplacement approprié du joint à rotule sphérique par action sur les vérins d'appui auxquels il est demandé une double fonction : d'une part, de fixation aux parois du tunnel, d'autre part, de réglage de la position de l'axe de ladite machine par rapport aux memes parois. Une telle interdépendance fonctionnelle entrain des réactions nuisibles à la conduite de la machine et compliquent les opérations de guidage effectuées par l'utilisateur. L'objectif visé par la présente invention réside dans le fait, qu'en vue de simplifier la manoeuvre de la machine de forage on a individualisé les opérations de fixation et de guidage en les rendant indépendantes l'une de l'autre. Le corps de coulisse preprement dit est pourvu de vérins d'appui assurant la fonction de fixation 5 tandis que le coulisseau seul sert au guidage par son déplacement relatif par rapport audit corps de coulisse. Pour simplifier le guidage, le déplacement lui-meme est subdivisé en deux composantes : l'une verticale, l'autre horizontale pouvant entre modifiées de façon sensiblement indépendantes l'une de l'autre, 3 l'aide de vérins respectivement horizontaux et verticaux interposés entre corps de coulisse et coulisseau. L'essentiel de l'invention réside dans la structure du chariot de guidage a deux parties : un corps de coulisse porteur de vérins d'appui de plaques d'ancrage aux parois du tunnel et un coulisseau supportant les longerons du chassis de la machine et dans le fait que ces dites parties glissent en contact l'une avec l'autre et sont reliées entre elles par des vérins de guidage disposis symétriquement par rapport au plan vertical de symétrie du tunnel. Les buts et avantages de la présente invention ressortiront de la description d'un mode de réalisation n'impliquant aucune limitation et associé au dessin où La figure 1 représente en coupe partielle et vu de face depuis l'avant de la machine, un dispositif selon l'invention. La figure 2 montre en vue partielle et de dessus le dispositif de la figure 1. Figures I et 2, le coulisseau 2 est constitué de deux tubes 8 munis à l'intérieur, de bagues de frottement qui permettent son glissement sur les longerons 1. Ces deux tubes sont reliés par des plaques 9 parallèles dans leur partie centrale, en outre des goussets permettent la fixation des vérins de direction 3a et des vérins de niveau 4a. Le corps de coulisse 5 est un gros tube muni, dans sa partie centrale, de deux bossages cylindriques 10 qui glissent, sans jeu, entre les plaques 9 dans leurs parties parallèles. Ainsi disposé, le corps de coulisse 5 est rigidement lié au coulisseau 2 lors des mouvements de translation axiale, c'est-à-dire dans le sens de l'axe du tunnel en cours d'exécution ainsi que lors des rotations autour d'un diamètre horizontal de la section circulaire dudit tunnel ; tandis que ledit coulisseau 2 conserve sa liberté de mouvement suivant les autres degrés de liberté assurant ainsi le guidage par l'arrière de la machine de forage. En outre le corps de coulisse 5 est pourvu de goussets pour la fixation des vérins de guidage 3a et 4a ainsi que celle des vérins d'appui 7 agissant sur les plaques d'ancrage 6 par l'intermédiaire de coulisses 11 sur lesquelles sont articulées lesdites plaques 6. Le fonctionnement du dispositif est le suivant Le corps de coulisse 5 ayant été bloqué, en position fixe, par rapport aux parois du tunnel en agissant sur les vérins horizontaux d'appui 7, l'ensemble des vérins de guidage, vérins de direction 3a et vérins de niveau 4a permet alors de guider la machine par orientation de son axe, matérialisé par la direction des longerons 1, auxquels il est parallèle, autour d'un point rotule fictif situé dans le plan des sabots sur lesquels repose la machine à l'avant. Ainsi un mouvement de l'arrière par déplacement du coulisseau 2, se traduit immédiatement par un mouvement proportionnel de la tête de forage, voisine desdits sabots avant et qui amène celle-ci à l'emplacement désiré, résultant du contrôle permanent de la machine de forage en cours de fonctionnement. Le déplacement du coulisseau 2 est effectué dans deux directions privilégiées respectivement horizontale, à l'aide des vérins 3a placés horizontalement et verticale, par l'intermédiaire des vérins 4a disposés verticalament. A l'aide des vérins de direction 3a il est possible de modifier à tout moment pendant le forage, la position du coulisseau 2, donc celle de l'arrière de la machine qui lui est lié, dans un plan horizontal sans modifier sensiblement son niveau. En effet, les vérins de niveau 4a forment un parallélogramme défor- mable dont la hauteur ne varie que d'une manière négligeable pour les amplitudes habituelles des mouvements de guidage entraînant le déplacement de ceux-ci de la position 4a a celle 4b. Inversement, les vérins de niveau 4a autorisent les déplacements verticaux sans modification de la direction, leur amplitude au cours des mouvements de guidage entraînant le déplacement des vérins horizontaux de la position 3a à celle 3b insuffisant pour provoquer une changement appréciable de direction horizontale. On notera que les changements de niveau du coulisseau 2 provoquent la rotation de celui-ci autour d'un diamètre horizontal de la section du tunnel et s'effectuant par rotation du corps de coulisse 5, duquel il est alors solidaire, autour des coulisses il prévues à cet effet. Les vérins 4a, permettent, de plus, par action différentielle, c'est-à-dire par exemple, les vérins de droite tirant et ceux de gauche poussant, d'exercer sur la machine un couple qui maintient horizontal le plan des longerons 1, malgré le couple de réaction de la tête de forage sur le corps de la machine. il va de soi que la description ainsi donnée, d'un exemple de réalisation de la présente invention ne limite en rien celle-ci dont la portée est établie pour la définition générale qui en a été donnée. En particulier. tous les moyens équivalents à ceux décrits et à la disposition de l'homme de l'art, font partie du domaine de la protection revendiquée, notamment toutes les variantes de réalisation tant des liaisons entre coulisseau et corps de coulisse que des fixations des vérins les reliant entre eux. Un tel dispositif est avantageusement applicable aux machines de forage à contrôle continu de leur trajectoire pour lesquelles on effectue la correction instantannée de ladite trajectoire. Une telle machine repose à l'avant sur deux sabots disposés à 600 environ de part et d'autre du plan de symétrie vertical du tunnel tandis que l'arrière est constitué par deux longerons 1 tubulaires qui glissent à l'intérieur du coulisseau 2 à l'aide des déplacements duquel est effectué le guidage en permanence. REVENDICATIONS 1/ Dispositif de guidage pour machine de forage à tête tournante munie de bras oscillants et montée à l'avant d'un chassis et dont le guidage est effectué par l'arrière à l'aide d'un chariot de guidage dans lequel coulissent les longerons prolongés vers l'arrière dudit chassis, caractérisé en ce que ledit chariot comporte deux parties, un corps de coulisse porteur de vérins d'appui de plaques d'ancrage aux parois du tunnel et un coulisseau et en ce que lesdites parties glissent en contact l'une avec l'autre et sont reliées entre elles par des vérins de guidage disposés symétriquement par rapport au plan vertical de symétrie du tunnel. 2/ Dispositif de guidage, selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps de coulisse, de forme tubulaire est pourvu, dans sa partie centrale de deux bossages cylindriques à axes verticaux situés dans le plan de symétrie vertical du tunnel en cours de forage et glissant sans jeu entre les parties planes parallèles et verticales de deux plaques entre lesquelles sont fixés des tubes supportant les bagues de frottement des longerons du chassis et formant coulisseau. 3/ Dispositif de guidage selon la revendication 2, caractérisé en ce que les vérins de guidage sont disposés par paires : une paire horizontalement pour ajuster la direction et une paire verticalement pour ajuster le niveau. 4/ Dispositif de guidage, selon la revendication 3, caractérisé par le fait que par action différentielle les vérins de niveau s'opposent au couple résultant de la réaction de la tête de forage sur le chassis de la machine de forage.