Brevet FR2234450A1 — publié le 19750117

L'invention concerne les machines de creusement, et notamment-celles qui ont un organe d'abattage. Actuellement, une assez grande extension a été donnée aux abatteuses-chargeuses de creusement ayant En organe d abattage se présentant sous la forme d'une roue sur laquelle sont mcntés des outils d'abattage constitues par des molettes (par exemple, les abatteuseschargeuses construites par les firmes de République Fédérale d'Allemagne "Demag AG", des Etats-Luis diAmérique "James S. Robins and Associates". De telles abatteuses-chargeuses sont destinées à creuser des ouvrages en roches dures, par exemple dans les calcaires durs, les grès, etc. Elles peuvent aussi entre employees, mais avec moins de succès, dans les roches mi-dures telles que, par exemple, les schistes et les calcaires tendres, et sont inutilisables pour les percements en roches tendres, plastiques, du type argiles. Pour le creusement en roches tendres et mi-dures on utilise des boucliers de creusement dont l'organe d'abattage est équipé d'outils à pics ou à lames (par exemple, les boucliers de creusement de la firme des Etats-Unis d?Amerique "Calweld Division of Smith Industries International Zinc."). On connait aussi des boucliers de creusement à organe d'abattage du type plateau, constitué par des bras radiaux entre lesquels l'espace est fermé par des plaques sectorales. Les bras portent des outils d'abattage qui sont des lames disposées radialement (par exemple, le bouclier de la firme de la République Fédérale drAllemagne "Bade & Co GmbH", travaillant dans la construction du métropolitain de Hambourg). Ces boucliers sont destinés à I'exécutlon des percements en roches faibles et instables. En outre, on connatt bien des boucliers de creusement dont la roue est constituée par des segments hélicoidaux, dont un des bords radiaux dépasse à l'avant du bouclier et est armé d'une lame disposée sur toute sa longueur. Ces boucliers de creusement sont aussi destinés à ltexécution des percements en terrains tendres. D'autre part, on connatt des boucliers de creusement à organe d'abattage à fraise, constitués par un bras orientable sur une rotule et portant sur son bout libre un outil sous la forme d'une tarière armee de pics (par exemple, les boucliers de creusement construits par la firme 'Zemag Gag"). Ces boucliers sont destinés à exécution des percements en roches stables mi-dures. Pour le creusement des roches n;i-dures on emploie aussi des abatteuses-chargeuses à organe d'abattage rotatif du type planétaire, dans lequel l'outil d'abattage -disques coupants - tournent autour de leurs propres axes et, en mQme temps, autour dlun axe commun (par exemple, les abatteuses chargeuses construites en Republique Fédérale d'Allemagne par la firme -"Fried Krupp Maschinen urd Stahlbau Rhelnhausen" exploitant la conception de l'ingénieur autrichien I. Wohlmeyer. Des machines similaires sont construites par la firme suisse "Habegger AG" pour le creusement de roches plus dures. Le but de l'invention est de créer une machine de creusement universelle, qui conviendrait au percement des tunnels en roches ayant des barres de diverses duretés dans la section creusée ou avec alternance fréquente de roches de diverses duretés suivant le tracé du tunnel. On s'est proposé de perfectionner l'organe abattage des machines de creusement à organe d'abattage du type roue. La solution consiste en une machine de creusement dont l'organe d'abattage est une roue portant des molettes, et d'après l'invention, en plus des molettes, des pics implantés entre les lignes de roulage des molettes, de telle façon qu'à l'avant leursaretes soient en retrait par rapport aux arêtes coupantes des molettes. Une telle réalisation de organe d'abattage permet de couper les bourrelets de roche se formant entre les lignes de roulage des molettes au front d'attaque. En cas de présence des barres de roche plus tendre, dans lesquelles les molettes ne font que pénétrer, sans les désagréger, les pics coupent ces barres. Afin d'assurer la coupe de barres de roche du type argile molle, pouvant se trouver à un front d'attaque constitué essentiellement de roches dures, ainsi que pour protéger les corps porte-molette cotre l'usure, sur chaque corps porte-molette on monte radialement une lame s'étendant sur toute sa longueur et dont l'cette coupante est un peu en retrait dans la direction longitudinale par rapport aux aretes coupantes des pics. Diautres particularités eL avantages de l'invention sont mis en évidence par la description d'un exemple de réalisation et des dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 représente une à shille de creusement, qui est en l'occurmnce un bouclier à organe d'oattge du type roue, réalisé d'après l'invention, vue de cdte les outils d'abattage sont toua ramenés dans un memé plan par convention); - la figure 2 représente la machine de la figure 1, vue suivant la flèche A; - la figure 3 représente le détail B de la figure 1, dans lequel on voit une molette et un corps porte-mclette sur lequel, d'après l'invention, sont fixés un pic et une lame;; - la figure 4 montre le catacta-e de Ivactíon des outils dabat- tage sur le front d'attaque dans le cas de travail dans des roches dures barrées de roche tendre (les outils d'abattage sont ramenés dans un mtme plan par convention). La machine de creusement, réalisée d'après l'invention, qui sera décrite à titre d'exemple, est un bouclier de creusement. Le bouclier comporte un organe de creusement monté dans la carcasse 1 (figure 1) du bouclier. L'organe d'abattage est une roue 2 (figures 1 et 2) sur laquelle sont montés les outils d'abattage : des molettes 3 (figures 1, 2, 3 et 4), des pics 4 et des lames S. Pour rendre aisés la fabrication, le montage et l'utilisation, tous les trois types d'outils d'abattage sont montés sur un corps commun 6 (figures 1, 2 et 3), dans lequel est placé le palier de la molette 3 qui, en l'occurrence est un disque, et sont ménagés des logements pour la fixation du pic 4 et de la lame 5. Les corps 6 portant les outils abattage sont disposés sur cinq bras 7 (figure 2) de la roue 2, de façon à avoir des distances (pas des molettes) égales entre les lignes 8 (figure 4) de roulage des molettes 3 sur le front d'attaque. Le centre du front d'attaque est creusé par une avant-tarière 9 (figures 1 et 2); le détourage de la section de l'ouvrage est assuré par des molettes spéciales 10 (figure 2). -. Les distances entre les axes 11 et 12 (figure 3) des molettes 3 et des pics 4 sur chaque corps 6 sont les mimes et choisies de telle façon que les pics 4 soient dans les intervalles entre deux lignes successives 8 de roulage des molettes sur'le front d'attaque, En outre, les pics sont implantés sur le corps 6, de telle façon qu'à l'avant, leurs arêtes coupantes 13 (figures 3 et 4) soient quelque peu en retrait par rapport aux arttes coupantes 14 (figures 3 et 4) des molettes 3 en position d'attaque. Les lames 5 sont montées mr chaque corps 6 et dépassent un peu au-dessus d'eux vers l'avant. tout en étant en retrait par rapport aux arêtes coupantes 13 des pics. La disposition des pics 4 et des molettes 3 sur un mtme corps 6 ntest pas obligatoire; ils peuvent aussi entre montés séparément, mais en observant tordre indiqué plus haut. Le montage des lames sur les corps 6 n'est pas obligatoire, mais souhaitable, car elles protègent le corps porte-molette 6 contre l'usure. En outrez les molettes diseoSdes peuvent être remplacées par des molettes dentées ou à ergots. Le bouclier de creusement avec un organe d'abattage réalisés d'après l'invention est d'application avantageuse dans le creusement, principalement, de roches hétérogènes en duretés et avec des inclusions de natures diverses aussi bien suivant l tracé du tunnel que dans la surface de son front d'attaque. Lorsque le bouclier pénètre avec son organe -d'abattage dans le front d'attaque, les outils d'abattage opèrent de la façon sui vantez Lors de l'abattage d'inclusions 15 (figure 4) de roche dure, le creusement est exécuté par les molettes 3 et la surface du front d'attaque devient ondulée. Les pics 4, implantés avec un certain retrait par rapport aux arêtes coupantes des molettes 3 coupent les bourrelets 16 restés des inclusions 15 de roches dures, partiellement disloquées par les molettes et ne provoquant donc pas l'usure rapide des pics.La roche abattue s'amasse à la partie inférieure de l'espace entre la roue et le front d'attaque et, lors de leur passage dans cette zone, les corps portemolette 6 sont protégés contre l'usure prématurée par les lames 4 qui sont montées en retrait par rapport aux arêtes coupantes des pics 4 et des molettes 3 et, par conséquent, ne participent pas à l'abattage de la roche. Si au front d'attaque il y a des inclusions 17 de roche mi-dure, dans laquelle les molettes ne font que s'enfoncer sans la désa grégerS les pics 4 coupent la roche dans l'espace entre les molettes 3, suint les lignes 18. Enfin, si au front d'attaque il y a des inclusions de roches tendres 19, ou plastiques du type argile, que ni les molettes, ni les oics ne peuvent abattre, car elles doivent être coupées en continu et tgndeat W coller, leur abattage est exécuté par les lames 5. Dans ce cas, la coupe des inclusions 19 steffectue suivant la ligne 20, coincidant avec l'arase coupant de la lame 5. De la sorte, il est évident que organe d'abattage combinant en soi, d'après l'invention, trois genres d'outils d'abattage molettes, pics et lames - permet le creusement en roches mélangées ayant des inclusions de diverses duretés avec une seule machine de creusement. Quoique l'organe d'abattage réalisé d'après l'invention est appliqué dans la variante concrète de l'exemple donné à un bouclier de creusement, on comprend qu'il peut etre utilisé sur n importe quelle autre machine de creusement, par exemple sur une abatteuse-chargeuse. Il va de soi que les spécialistes peuvent apporter à la machine, décrite à titre d'exemple nullement limitatif, diverses modifications ne sortant pas du cadre.de l'invention. REVEND I CAT IONS 1. Machine de creusement dont l'organe d abattage est une roue portant des molettes, caractérisée en ce que3 en plus des molettes, la roue porte des pics implantés entre les lignes de roulage des molettes, de telle façon qu'è l'avant leurs ardues coupantes soient en retrait par rapport aux arts coupantes des molettes. 2. Machine de creusement selon la revendication 1, caracté risée en ce que sur chaque corps porte-molette est montée radialement une lame s'étendant sur toute sa longueur, l'arête coupante de cette lame étant en retrait dans la direction longitudinale par rapport à l'arête coupante des pics.