Brevet FR2276458A1 — publié le 19760123

L'invention concerne une-machine d'abattage et de chargement pour le creusement de tunnels et de galeries ou analogues, en particulier du type à progression en tube poussé, ladite machine comprenant une flèche d'abattage équipée d'un cylindre rotatif de taille ou analogue et d'un transporteur d'évacuation des déblais, ladite flèche pouvant osciller sur un bwati qui prend appui sur un appareil de manutention mobile dans le sens du creusement. La flèche d'abattage des machines connues de ce type est montée sur un chariot guidé sur la section horizontale d'un appareil de manutention constitué en transporteur à channe racleuse qui est mobile dans le sens du creusement et dans le sens inverse. L'appareil de manutention est incliné vers le haut derrière la section horizontale d'évacuation,de manière qu'il atteigne la hauteur nécessaire de déversement lui permettant de transférer les déblais sur ou dans un dispositif de transport prenant le relais à l'arrière, par exemple un chariot. Ces machines d'abattage et de chargement ont donné de bons résultats en service. Elles ont toutefois l'inconvénient d'avoir un relativement grand encombrement en longueur, car l'appareil de manutention doit avoir une section horizontale destinée au guidage du chariot de la flèche, cette section devant se prolonger par une autre qui monte vers le cRté de la machine. le grand encombrement en hauteur représente cependant un inconvenicnt, en particulier lorsque la machine est utilisée en exploitation à progression'en tube pousse, car dans ce cas, la maline ne peut Etre mise en oeuvre que lorsque le tunnel a été creusé sur une grande ::Longueur correspondante au départ du puits ou de ia tranchée. l'invention a essentiellement pour objet une machine d'abattage et de chargement du type mentionné, d'un mode de réalisation simple lui permettant d'avoir un encombrement notablement réduit et en particulier une longueur plus faible. Par ailleurs, la machine de l'invention peut s'adapter avantageusement aux différences de hauteur des tunnels ou de diamètre des tubes. Selon une particularité essentielle de l'invention, le bâti de la flèche d'abattage est mobile sur l'appareil de manutention qui est en pente ascendante dans le sens de l'évacuation des déblais. L'appareil de manutention constitué en transporteur à channe racleuse est réalisée de préférence de manière qu'il soit en pente ascendante de son extrémité tournée vers le front de taille à son extrémité arrière de déversement. La mise en oeuvre d'un appareil de manutention constitué en transporteur à channe rcleus rectiligne en pente ascendante continue d'une extrémité à l'autre en simplifie la construction, car aucun coude de la goulotte de transport n'est nécessaire entre les extrémités du transporteur et en conséquence la channe sans fin peut rester rectiligne. La flèche d'abattage ou son bti de support formé d'un chariot ou analogue étant mobile sur l'appareil de manutention qui monte vers l'arrière de la machine, l'encombrement en longueur de cet appareil et donc de l'ensemble de la machine peut Etre notablement réduit. Cette dispositition offre de plus l'avantage d'accroStre la plage de pivotement de la flèche d'abattage dans le plan vertical sans nécessiter d'en augmenter la longueur. La machine peut donc ainsi Étre adaptée aux différences de hauteur des tunnels ou de diamètre des tubes. Par ailleurs, à meme plage de pivotement de la flèche d'abattage, sa longueur peut Etre réduite par rapport à celle des machines connues. Selon une autre particularité avantageuse de l'invention, l'inclinaison de l'appareil de manutention est variable. Cette disposition offre la possibilité de régler dans certaines limites la hauteur de l'extrémité arrière de déversement de l'appareil de chargement en fonction des conditions particulières de service, en particulier du type de dispositif de transport utilisé , monté à l'arrière de la machine.La variation de l'inclinaison de l'appareil de manutention permet aussi de régler dans le plan vertical la plage de pivotement de la flèche d'abattage. il est préférable de réaliser le montage de manière que l'appareil de manutention repose d'une part sur une articulation et d'autre part sur un appui disposé sur le châssis à distance de l'articulation. l'articulation est de préférence devant l'appui, par rapport au sens du percement, cet appui pouvant Etre prévu de son ceté dans la partie arrière du chassies. L'appui a de préférence une longueur variable par exemple par voie hydraulique ou mécanique. Les commandes du cylindre de taille et du transporteur monté sur la flèche d'abattage et/ou de l'appareil de manutention sont montées de préférence à l'intérieur du profil en gouttière de cette flèche et de cet appareil, de manière à réduire au minimum l'encombrement de la machine. les commandes sont dans ce cas des éléments porteurs de la flèche d'abattage et de l'appareil de manutention, leur carter ayant la forme d'un tronçon de goulotte. Ire montage des commandes à l'intérieur de la flèche d'abattage et dans les limites du profil de l'appareil de manutention réduit considérablement la largeur de la machine, car aucune commande devant autre rapportée extérieurement sur la flèche ou l'appareil de manutention n'est nécessaire. Un groupe de pompage pouvant avoir des dimensions relativement faibles et pouvant se loger sur le chsis de la machine, sous l'appareil oblique de manutention, peut assurer l'alimentation des différents appareillages commandés par un fluide hydraulique. L'invention concerne par ailleurs un dispositif de fixation de la machine d'abattage et de chargement du type mentionné ou éventuellement aussi de machines d'abattage et/ou de chargement d'autres types dans un tunnel ou dans un tube à avance par poussage. Ce dispositif de fixation selon l'invention se compose d'un élément de support associé à deux segments de fixation articulés à proximité du radier sur le chassies de la machine et aboutissant sous le toit. Un cylindre disposé à proximité du radier fixe les segments en les appliquant contre la paroi du tunnel ou du tube. les segments de fixation comportent de préférence à proximité de leur extrémité supérieure une surface en saillie radialement vers l'extérieur et par laquelle ils prennent appui contre la paroi du tube ou analogue. L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple nullementlimitatif et sur lequel: la figure 1 est une élévation latérale schématique d'une machine d'abattage et de chargement selon l'invention montée dans un élément de tube représenté en coupe axiale et destiné à & re poussé vers l'avant dans le sous-sol; et la figure 2 est une coupe transversale du tube dans lequel est monté un dispositif de fixation avantageusement applicable à la machine de la figure 1. la référence .10 désigne un tube destiné à astre poussé vers l'avant dans le sous-sol et se composant en général de plusieurs tronçons qui se succèdent et dont celui qui est placé à l'avant peut comporter un bord d'attaque 11 ou analogue. Une machine 12 d'abattage et de chargement montée dans le tube devant etre poussé vers l'avant assure le creusement dans le front de taille du sous-sol. La machine 12 représentée sur la figure 1 se compose d'une flèche 13 d'abattage dont l'extrémité arrière est reliée par une articulation 14 à axe horizontal à une plate-forme tournante 15 sur laquelle elle peut pivoter dans le plan vertical. La plate-forme tournante 15 est montée sur un chariot 16 mobile dans le sens du creusement et dans le sens inverse sur un appareil 17 de manutention. Cet appareil 17 prend appui de son c3té sur le chassies 18 de la machine. Un cylindre hydraulique 19 est destiné à faire pivoter la flèche 13 d'abattage dans le plan vertical. Cette flèche comporte à l'extrémité antérieure libre un cylindre rotatif 20 d'excavation ou cylindre de taille qui abat la matière du front de taille. Un transporteur de type connu à channe râcleuse, monté sur la flèche 13 et disposé entre le cylindre 20 de taille et l'articulation 14, assure l'évacuation des déblais abattus. La channe sans fin de ce transporteur équipée de racloirs passe autour d'une étoile montée sur le cylindre 20 de taille; cette channe commande ainsi également ce cylindre.Ce mode de réalisation de la flèche d'abattage est connu et n'a donc pas à etre déprit plus en détail. le facteur important dans le cadre de l'invention est que la commande du transporteur à channe racleuse ainsi que celle du cylindre 20 de taillé montés sur la flèche 13 est disposée à l'intérieur de cette dernière.Cette commande, dont le carter a la forme d'un tronçon de goulotte, porte la référence 21, ce carter comportant à sa partie supérieure et à sa partie inférieure des éléments en auges dans lesquels passent le brin menant supérieur et le brin intérieur de retour de la channe, l'appareil 17 de manutention se compose aussi d'un transporteur à channe râleuse. Comme montré sur la figure 1, cet appareil ou plus précisément son profilé en goulotte est rectiligne et monte de manière régulière vers l'arrière de la machine. le chariot 16 de la flèche 13 d'abattage est mobile sur l'appareil de manutention, dans le sens de la longueur de ce dernier. Un cylindre hydraulique 22 assure les déplacements du chariot 16 sur l'appareil 17 de manutention. La longueur et l'inclinaison adoptées de ce dernier sont tels que son extrémité arrière 23 de déversement soit située à la partie supérieure du tube poussé vers l'avant dans le sous-sol, c'est-à-dire dans la zone au toit du tunnel, de manière que la hauteur de déversement soit suffisante au transfert des déblais sur un dispositif de transport monté en aval (et non représenté), par exemple sur une bande transporteuse ou un chariot. lia commande 24 de l'appareil 17 de manutention est montée à l'carrière de son profilé en goulotte. le carter de la commande 24 a aussi la forme d'un tronçon de goulotte, comme celui de la commande 21 de la flèche 13 d'abattage. L'appareil 17 de manutention prend appui par ure articulation 25 à axe horizontal sur le chassies 18 de la machine sur lequel il peut pivoter dans un plan vertical. l'appareil 17 repose par ailleurs à la partie arrière de la machine sur un appui 26 monté sur le chtssis 18. la variation de la longueur de cet appui 26 permet donc de régler l'inclinaison de l'appareil 17 sur l'hori- zontale, l'appuI 26 peut etre allongeable mécaniquement ou peut se composer d'un support pouvant titre extrait et rentré hydrauliquement. L'appareil 17 pivote autour de l'articulation antérieure 25 lors des variations de la longueur de l'appui 26. Un groupe 27 de pompage est disposé sur le châssis 18, sous l'appareil 17 de manutention, à l'arrière de la machine. Ce groupe 27 alimente les différents appareillages hydrauliques et en particulier les cylindres 19 et 22 en huile sous pression. L'appareil 17 de manutention et le transporteur placé sur la flèche 13 ainsi que le cylindre 20 de taille peuvent titre commandés par des moteurs électriques. les commandes 21 et 24 consistent donc dans ce cas chacune en un moteur électrique et une transmission disposés dans un carter placé à l'intérieur du profilé correspondant. la flèche 13 d'abattage et son bAti 15 ainsi que son chariot 16 étant guidés de manière à pouvoir avancer et reculer sur l'appareil incliné 17 de manutention la plage de pivotement de cette flèche dans le plan vertical est donc aussi accrue. lorsque le cylindre 22 repousse le chariot i6 et la flèche 13 vers l'arrière de la machine, le cylindre 20 de taille monté sur cette flèche dispose d'une hauteur accrue d'excavation lorsque par contre la flèche et son chariot sont déplacés vers l'avant, c'est-à-dire vers le front de taille sur l'appareil 17 de manutention, il est possible d'excaver jusque sous le radier. I1 est possible aussi de régler dans une certaine mesure la plage de pivotement de la flèche 13 d'abattage et de son cylindre 20 de taille en faisant varier l'inclinaison de l'appareil 17 de manutention. Il est possible par ailleurs de régler la hauteur de l'extrémité 23 de transfert de l'appareil 17 au-dessus du radier par variation de son angle d'inclinaIson. les matériaux détachés en service par le cylindre 20 de taille sont évacués par le transporteur monté sur la flèche 13 et rejetés à proximité de l'articulation 14 sur l'appareil 17 de manutention. Les déblais parviennent ensuite par l'extrémité 23 de déversement de l'appareil 17 dans le dispositif de transport (non représenté) monté en aval et évacuant les matériaux de la zone de la machine. Pendant l'abattage, l'ensemble de la machine est fixé dans le tube 10. L-a figure 2 représente un mode de réalisation avantageux d'un dispositif de fixation et de retenu de cette machine. Ce dispositif 30 se compose de deux segments 31 et 32 reliés à proximité du radier au chassies 18 de la machine par des articulations 33 dont 1 t axe est orienté dans le sens de la longueur du tunnel. les segments 31 et 32 s'achèvent sous le toit du tunnel; ils sont disposés donc sur un arc d'environ 90 à 1200. Un cylindre 34 de fixation articulé entre les segments 31 et 32 est disposé horizontalement à proximité du radier, immédiatement au-dessus du chassies 18. le cylindre 34 est destiné à fixer étroitement les segments 31 et 32 contre la surface intérieure du tube 10 destiné à etre poussé vers l'avant. les segments 31 et 32 comportent à proximité de leur extrémité libre supérieure des surfaces 35 d'ancrage en saillie radialement. les forces de fixation exercées par le cylindre 34 sont donc transmises à la paroi du tube uniquement par ces surfaces 35. Il est ainsi possible aussi de fixer étroItement le chassies de la machine lorsque le tube 10 a une surface intérieure qui n'est pas exactement cylindrique de révolution. Ce dispositif de fixation a par ailleurs la particularité avantageuse d'un encombrement relativement faible. I1 va de soi que la machine décrite et représentée peut subir diverses modifications sans sortir du cadre de l'invention. REVETJDICA;rIONS 1. Machine d'abattage et de chargement destinée au creusement de tunnels et galeries en particulier à progression en tube poussé, ladite machine comprenant une flèche d'abattage équipée d'un cylindre rotatif de taille ou analogue et d'un transporteur d'évacuation des déblais, cette flèche pouvant pivoter sur un bati qui est mobile dans la direction du creusement sur un appareil de manutention, ladite machine étant caractérisée en ce que ledit bEti de la flèche d'abattage est mobile sur l'appareil de manutention qui est en pente ascendante dans le sens du transport des déblais. 2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'appareil de manutention constitué en transporteur à chaîne rAcleuse est en pente ascendante continue de l'extrémité tournée vers le front de taille à l'extrémité arrière de déversement. 3. Machine selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que l'inclinaison de l'appareil de manutention est variable. 4. Machine selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'appareil de manutention repose d'une part sur une articulation et d'autre part sur un appui placé à distance de l'articulation sur le châssis de la machine. 5. Machine selon la revendication 4 caractérisée en ce que l'articulation est disposée devant l'appui, par rapport au sens du creusement. 6. Machine selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisée en ce que la longueur de l'appui peut etre modifiée par voie mécanique ou hydraulique. 7. Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la commande du cylindre de taille et du transporteur de la flèche constitué en channe racleuse est disposée à l'intérieur de la flèche ayant un profil en gouttière. 8. Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que la commande de l'appareil de manutention est montée à l'intérieur de son profil en gouttière. 9. Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'elle est équipée d'une fixation à segments constituée de deux segments articulée sur le châssis de la machine, à proximité du radier, et aboutissant sous le toit. 10. Machine selon la revendication 9, caractérisée par un cylindre de fixation des segments disposé à proximité du radier. 11. Machine selon l'une des revendications 9 et 10, caractérisée en ce que les segments de fixation comportent à proximité de leur extrémité supérieure une surface d'ancrage en saillie radialement vers l'extérieur.