Brevet FR2311921A1 — publié le 19761217

La présente invention a trait a des engins de forage du sol, propres a percer la roche ou la terre. On préfère souvent monter de tels engins sur une grue a flèche mobile, c'est-a-dire comportant une suspension a chenilles. Ainsi le positionnement du tube de forage ou carotte est obtenu en dépla çant le véhicule sur ses chenilles et en faisant tourner l'engin de forage sur le pivot de la grue. De plus l1an peut prevoir un mecanisme de réglage très précis pour manoeuvrer engin dans une zone limite radialement autour de l'axe du pivot précite, ainsi que des moyens pour régler l'inclinaison de la carotte. Des engins de ce genre peuvent être réalisés pour s'adapter sur un certain nombre de grues différentes et pour y entre aisement montés et démontés, selon la demande. L'Gn obtient ainsi une économie considérable par rapport au prix de revient d'une installation com plète de forage prévue pour ce seul usage. Au cours de l'apération de forage du sol, il est necessaire de maintenir immobile le porte-càrotte et l'an sait a cet effet prévoir un verrouillage entre le système d'entraSnement de cette carotte et le mécanisme de réglage fin d'engins décrits ci-dessus, de sorte que ce dernier soit automatiquement bloqué en position lorsque la carotte commence a être actionnée.Mais l'on ne peut empêcher de fa çon automatique de la mdme manière le pivotement de la grue sans faire appel a des dépenses considérables et sans inconvénients car le dispositif correspondant se trouve sur la grue elle-m8me, -L'engin étant destine a sladapter sur differentes sortes de grue, l'an ne peut prévoir une forme standard de verrouillage et, dans tous les cas, il pourrait être difficile d'assurer que la liaison et le degagement du verrouillage puissent être réalisés de manière simple et sans incidents, lorsque l'engin doit être monté ou démonté de la grue. Aussi il est nécessaire de compter sur Itpérateur pour bloquer le mouvement de pivotement avant le début du forage. S'tel ne le fait pas, des anomalies peuvent survenir pendant l'apération, ce qui pourrait tendre a dévier le point de forage, par exemple du fait que la carotte frappe une région plus dure au cours de son trajet dans le sol, les forces ainsi engendrées pouvant entratner llen- gin a tourner autour du pivot de la grue.Si la carotte a alors pé nétré d'une certaine profondeur, le mouvement de pivotement impose a son tour une force de flexion notable sur le tube de forage ou carotte et ceci constitue fréquemment une cause de rupture mécani que de la carotte, ainsi que des vérins d'avance et de leurs guides grace auaquel8la carotte est enfoncée. Une situation similaire peut se produire avec un opérateur négligent qui, voyant la carotte dévier de la position désirée en raison d'u;n sol non-homogène, essaie de corriger le décalage par pivotement de.l'e;ngin pendant le forage. I1 est evident que ceci entratne également des contraintes de flexion considérables sur la carotte et le mécanisme d'avance. Selon la présente invention, un engin de forage du sol comporte un palier porte-carotte monté sur des moyens susceptibles de pivoter autour d'un axe sensiblement horizontal et s'étendant vers l'avant, la carotte montée dans le palier étant ainsi apte au cours de l'apération a basculer latéralement par rapport a une embase portant lesdits moyens. Plus particulierement l'engin peut comporter un châssis porté par une embase propre a etre fixée a un support pivotant, ce châs- sis -s'étendant vers l'avant a partir de l'embase et comprenant un palier porte-carotte, ainsi que des moyens d'avance de la carotte montée en avant par rapport a l'embase, tandis qu'il est prévu des paliers-supports d'inclinaison avant et arriere espacés l'un de l'autre entre l'embase et le châssis, en vue de définir un axe orienté d'avant en arriere pour lesdits mouvements d'inclinaison du palier porte-carotte.On peut aussi utiliser avantageusement le chts- sis pour porter les moyens d'entratnement de la carotte, ainsi éventuellement qu'LLn dispositif a moteur pour un mécanisme d'avance de celle-ci. De préférence l'axe des mouvements d'i;nclinaison se trouve sub- stantiellement au mdme niveau que le palier porte-carotte. Suivant une autre caractéristique préférée, i'on a prévu des moyens sur les paliers d'inclinaison pour maintenir ensemble le chassies et l'embase lorsqu'on applique une force tendant a soulever le premier. Le ou les paliers dlinclinaison peuvent comporter sur Embase une surface de portée concave orientée vers le haut et sur le châs- sis une surface complémentaire convexe orientee vers le bas, s 'ap- pliquant sur la surface concave précitée et présentant un angle au centre supérieur a celle-ci, de sorte que la surface concave est recouverte par la surface convexe pour tous les réglages angulaires dlinclinaison. Des moyens de butée pour limiter ce mouvement d'inclinaison sont preferablement agences au voisinage immédiat des paliers correspondants. Le dessin annexé, donne a titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer. Fig. 1 illustre schématiquement un engin de forage monté sur une grue a flèche mobile et déplaçable sur chenilles. Fig. 2 est une vue de côté a plus grande échelle d'un sup- port de carotte et de son embase destinés a l'engin suivant fig. 1, le moteur d'entratnement de de la carotte n'tant pas indique. Fig. 3 en représente une vue par l'arriere. Fig. 4 montre en coupe un detail suivant X-X (fig. 3). Fig. 5 est un schema d'un mécanisme a depassement propre a bloquer-l'entratnement de la carotte de l'engin, Fig. 1 représente un véhiculé auto-moteur comportant un chSs- sis 2 monte sur chenilles sur lequel on a disposé un corps 4 en intercalant un pivot 6. Sur ce corps est agencée une flèche de grue 8 dont le mécanisme d'actionnement se trouve a l'i;nterieur du corps, ce dernier portant egalement un berceau 10 qui dépasse en avant audessous de la flèche et qui supporte l'engin de forage.Le berceau 10 est relié a pivotement en 12 au corps 4 et un couple de vérins parallèles 14 est prévu pour former biellettes supérieures de liaison entre les axes de pivotement 16 et 18 respectivement du corps 4 et du berceau 10, de manière que ce dernier puisse être incliné grue aux vérins autour de l'axe transversal horizontal du pivot 12. Le berceau 10 porte l'embase 22 de l'engin de forage et qui est susceptible de coulisser de manière a pouvoir etre déplacée avec-l'ensemble qu'elle supporte, entre la position representee et celle reculée indiquée par les traits interrompus 22a, par l'i:nter- médiaire-d'un vérin 23 reliant l'embase au berceau, ce qui permet ainsi d'affiner le réglage de la position de l'engin indépendamment de l'entratnement du véhicule a chenilles. La fleche 8 de la grue est destinée a la suspension d'une carotte ou tube de forage 20 passant au travers de moyens d'entraTne- ment a paliers 26 montés sur un chassis 24 lui-meme supporté par l'embase 22. Ce chassies ainsi que les moyens d'entratnement peuvent etre alors déplacés d'un seul ensemble avec l'embase 22 sur le berceau 10.Les moyens précités 26 comportent un palier et servent également a entratner la rotation de la carotte a travers son palier, tandis quln mécanisme d'avance est pourvu de vérins hydrau liques et de guides gråce auxquels on applique a la carotte une poussée vers le bas pour l'enfoncer dans le sol durant le forage. Ces mécanismes peuvent entre réalisés a la façon habituelle, telle par exemple que celle décrite dans le brevet américain n 3 674 098. Le châssis 24 repose sur les paliers-supports avant et arrière 28 et 30 qui constituent paliers d'i;nclinaison. Le support arrière, tel qu'l est illustré plus en détail en fig. 3 et 4, se compose d'une pièce porteuse 32 a profil en T, montée sur l'embase et solidaire d'une bride d'extrémite 34 présentant une surface supérieure concave 35 qui porte un coussinet de portee incurvé 36 fixé sur elle. Un organe convexe 38 du châssis repose a coulissement sur le coussinet 36. L'agencement du support avant ne demande pas a être illustré en détail car il est identique a celui du support arriéré, un second organe convexe du chassies étant porté a coulissement par la surface concave d'un autre coussinet fixé a une pièce porteuse en T a bride d'extrémité dans la zone avant de l'embase. Les- coussinets des deux supports sont coaxiaux de maniera que le châssis puisse pivoter librement sur ltembase autour de l'axe commun des supports qui s'tend horizontalement et en avant a travers les moyens 26 d'entratnement du palier porte-carotte. Une plaque latérale de retenue 40 est boulonnée derrière-l'or- gane 38 du palier-support arrière 30, tandis que celui avant comporte deux telles plaques latérales 40 disposées en opposition respectivement devant et derriere. Ces plaques laterales presentent une forme de T inverse et limitent le mouvement d'avant en arriere du ch ssis sur l'embase. De plus l'engagement de leurs brides inférieures 42 sous les brides supérieures 34 retient le châssis sur l'embase a l'eencontre de forces orientées vers le haut et qui pourraient autrement soulever le chåssis. On comprend que de telles forces peuvent apparaStre pendant-l'o;pération de forage, par exemple du fait d'une pression d'enfoncement excessive. Les supports avant et arrière sont également pourvus de tampons de caoutchouc 44 qui servent de butée a des plaques d'extremi- té 46 pour limiter l'inclinaison adu châssis. Chaque coussinet est disposé entre deux plaques d'extrémité immédiatement adjacentes et s'étend selon un angle moins important que l'organe convexe qu'l supporte > cet angle étant déterminé par les tampons. Chacun des coussinets est recouvert par l'organe correspondant a toute inclinaison et se trouve ainsi protége l'encontre de la chute des matériaux étrangers restant sur la surface du palier. Au cours de ltoperation, la liberté de pivotement assurée par les paliers avant et arriere signifie que si engin a la moindre tendance a s'incliner pendant le forage, la carotte n'est pas poussée rigidement sur le c8té par la pression que cela lui impose, mais qu'elle peut s'incliner de façon relativement libre de sorte qu'elle ne subit qu'une faible force de flexion. L'i:nclinaison est immédiatement sensible pour l'opérateur qui peut alors effectuer une manoeuvre appropriée, par exemple en élevant la carotte pour dégager une obstruction dans le trou de forage. La libre inclinaison du châssis portant la carotte assure également qu'un opérateur ne peut appliquer une contrainte excessive à celle-ci en faisant pivoter l'engin pour modifier l'alignement du trou pendant le forage. Comme mesure de sécurité complémentaire, pour éviter que l'engin ne continue à fonctionner lorsque la carotte s'i;ncline, l'on a prévu un interrupteur auxiliaire 52 propre à arrêter ltentratnement de la carotte et fonctionnant gråce à un couple de cliquets 54 disposés sur les côtés respectifs de l'axe d'inclinaison du support, immédiatement avant que le tampon de caoutchouc 44 situé sur le même côté de l'axe ne vienne contre sa plaque d'extrémité 46, pour un angle d'inclinaison d'environ 100.L'i;nterrupteur 52 se trouve sur un conducteur d'alimentation 56 aboutissant a un tableau électrique de commande 58 agencé dans la cabine du conducteur de la grue pour la bottede vitesses 60 d'entratnement en rotation de la carotte, le moteur 62 d'entraînement de celle-ci et le changement de vitesse étant montés à l'arrière du chassies 24. L'interrupteur 52 isole le tableau de commande, la transmission d'entranement de la carotte se mettant alors automatiquement au point mort, ce qui prévient tout dommage dN au fait que la carotte continue à tourner pendant que l'engin reste incliné contre un de ses tampons d'extrémité. Il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précede n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. REVENDICATIONS 1. Engin de forage du sol comportant une embase ou berceau (10, 22) qui supporte un châssis (24) sur lequel se trouvent des moyens d'entratnement en rotation (26) destinés à un tube de forage ou carotte (20), caractérisé en ce qu'il est prévu des moyens de support disposés entre ladite embase et le châssis et comprenant des paliers-supports d'inclinaison (28, 30) propres à permettre un mouvement relatif entre embase et le châssis, ces paliers d'inclinai- son déterminant un axe substantiellement horizontal et transversal à l'axe de rotation desdits moyens d'entratnement, grâce à quoi le chassies peut effectuer des mouvements latéraux d'inclinaison sur l'embase. 2. Engin suivant la revendication 1, du genre dans lequel les moyens d'e.ntra?nement en rotation comportent un palier-support destiné au tube de forage ou carotte, caractérisé en ce que ce paliersupport se trouve substantiellement au même niveau que l'axe d'ian- clinaison. 3. Engin suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il y est prévu des moyens de retenue comportant des organes (34) orientés vers le bas et agencés sur (22) pour coopérer avec d'autres organes (42) orientés vers le haut et montés sur ledit châssis (24) afin de prévenir tout dégagement de ce chassis à partir de l'embrase a la suite de l'application d'une force dirigée vers le haut et tendant à le soulever. 4. Engin suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de support comportent respectivement des paliers incurvés (28, 30) qui présentent chacun un centre de courbure situé sur ledit axe d'inclinaison, tandis qu'ils sont disposés à un certain écartement l'un de l'autre sur leur axe commun. 5. Engin suivant la revendication 4, caractérisé en ce que chaque palier d'inclinaison incurvé comporte sur ladite embase un coussinet inférieur (36) orienté vers le haut et sur le châssis un organe supérieur convexe (38) orienté vers le bas, qui repose sur le coussinet et le recouvre, cet organe supérieur (38) présentant une plus grande surface courbe que le coussinet (36), tandis que des moyens (44, 46) sont prévus pour limiter les mouvements d'inclinaison du chassies sur l'embase de sorte que le coussinet inférieur (36) soit totalement recouvert sur sa face convexe par ledit organe supérieur (38) dans tout le domaine de l'inclinaison permis par ces moyens de limitation (44, 46). 6. Engin suivant l'une quelconque des revendications qui précodent, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de butée (44, 46) pour limiter le mouvement d'tnclinaison du châssis sur l'embase, ainsi qu'ton dispositif d'i;nterrupteur (52, 54) destiné aux moyens d'entratnement en rotation (26), ce dispositif étant établi pour opérer lorsque le chtssis se rapproche de sa limite dtinclinaison sur embase. 7. Engin de forage du sol caractérisé en ce qu'il comporte en combinaison : - un berceau (10) ; - des moyens portés par celui-ci pour le raccorder a un pivot (4, 6) et comprenant un dispositif de réglage (14) propre a faire varier l'inclinaison du berceau autour d'un axe transversal et substantiellement horizontal ;; - et une embase (22) supportant sur le berceau (10) un palier de rotation destiné a un tube de forage ou carotte, tandis qu'on peut régler cette embase en la déplaçant vers l'avant et vers l'arrière sur le berceau et que le palier de rotation, les moyens d'entratnement et ceux d'avance de la carotte sont agencés sur un chassies (24) par l'intermédiaire de l'embase et dépassent vers l'avant avec les paliers-supports d'inclinaison avant et arrière (28, 30) prévus a un certain écartement l'un de l'autre entre-l'embase et le chtssis, ces paliers présentant des organes de portée incurvés coaxiaux (38) dont l'axe commun définit un axe s'étendant vers l'avant transversalement a l'axe de pivotement du berceau et a celui de rotation de la carotte, grâce à quoi le chds- sis peut alors effectuer des mouvements d'inclinaison latéraux sur l'embase.