Brevet FR2335430A1 — publié le 19770715

L'invention concerne un dispositif de chargement destiné à charger des matériaux sur un convoyeur, et plus particulièrement à être utilisé dans les exploitations de creusement ou d'abattage et principalement à l'intérieur de boucliers de creusement, le dispositif visé étant composé de deux bennes pivotantes disposées en tête du convoyeur et coopérant ensemble. Au cours de l'avancement d'un chantier de creusement de tunnels ou d'autres ouvrages analogues par le procédé à bouclier, les matériaux à déblayer du front de taille sont chargés sur un convoyeur qui est par exemple un convoyeur à raclettes à chat- nes, lequel évacue les matériaux de la zone de creusement pour les amener jusqu'à un moyen de transport qui prend le relais dans la zone arrière. Toutes les fois que les matériaux de déblai ne tombent pas directement sur le convoyeur, ils doivent être chargés sur celui-ci à la main c au moyen de dispositifs mécaniques de chargement.Lorsque les machines de creusement travaillent selon la méthode d'abattage par zones, c'est-à-dire lorsque le front de taille n'est pas attaqué simultanément sur toute sa surface, la proportion de matériaux qui s'amoncelle sur le mur devant ledit-front de taille est relativement importanteO Etant donné que, d'autre part, la section de la galerie en cours de creusement est fortement encombrée le long du front de taille, surtout lorsqu'on utilise le procédé à bouclier, par la présence des dispositifs mécaniques du bouclier et de la machine de creusement, le chargement des déblais y présente, le cas échéant, des difficultés particulières. Les appareils de chargement usuels ne peuvent être utilisés a plupart du temps, ne serait-ce qu'à cause de leur encombrement relativement important. I1 a été proposé d'emplbyer, pour le chargement des déblais, des-roues à ailettes pour pousser les matériaux latéralement sur le convoyeur. Toutefois, ces engins ne permettent pas de charger les déblais qui se trouvent sur le mur en avant du convoyeur. I1 existe également des chargeurs à bras pivotant ou à pelles latérales, disposés en avant d'un convoyeur et montés sur pivots, afin de pousser latéralement sur le convoyeur les déblais qui se trouvent en avant de ce dernier. Il est notoire que le rendement des engins de chargement dépend dans une large mesure de la constitution des matériaux à charger. On comprend facilement que des matériaux finement di visés et à grain régulier soient plus faciles à charger que des matériaux présentant une granulométrie très irrégulière et, surtout, contenant des fragments ou blocs de grandes dimensions et de forme irrégulière. De mimez des matériaux secs et que l'on peut déverser donneront de plus grandes facilités de chargement que des matériaux humides et collants.Or, les déblais des chantiers de tunnels ou de galeries, etc., sont la plupart du temps très hétérogènes et contiennent souvent des fragments de roches de grandes dimensions, tandis que la nature des matériaux change en outre souvent pendant l'avancement du chantier, et il stensuit que les installations de chargement connues ne permettent pas, dans bien des cas, d'obtenir les rendements élevés qui sont nécessaires. Enfin, le chargement de blocs gros et lourds est, la plupart du temps, totalement impossible. L'invention a pour but de perfectionner une installation de chargement du type précité en améliorant son rendement, et en particulier de lui donner une configuration telle que des morceaux ou blocs de grandes dimensions puissent être chargés sans difficultés. Le dispositif de chargement selon l'invention est caractérisé par le fait que les bennes pivotantes peuvent être déplacées, ensemble et (ou) séparément, vers l'avant et vers l'arrière par rapport au convoyeur. De préférence, les bennes peuvent pivoter sélectivement, soit ensemble, soit en alternance. Pour charger des matériaux facilement manipulables, les bennes sont entrainées, comme cela est usuel dans les chargeurs latéraux, de manière à effectuer leur course de chargement selon une séquence alternative. Par contre, lorsqu'il s'agit de charger des matériaux difficilesà déplacer, par exemple un bloc de grandes dimensions, le dispositif selon l'invention offre la possibilité de commuter l'entrainement pour obtenir un mouvement simultané, les deux bennes effectuant en même temps leur course de chargement et leur course à vide ou de retour. Le gros bloc est alors saisi par les bennes, qui se rapprochent comme les machoires d'une pince et le tirent jusque dans le convoyeur.L'invention fournit donc la possibilité d'adapter le fonctionnement du dispositif à la nature momentanée des matériaux et, partant, de charger mécaniquement sur le convoyeur tous les matériaux, fussent-ils difficiles à manipuler. Etant donné que les bennes pivotantes peuvent avancer ou reculer ensemble et (ou) séparément par rapport au convoyeur, la zone d'action desdites bennes et le rendement du dispositif chargeur selon l'invention peuvent être considérablement accrus. A titre d'exemple, on peut faire avancer les bennes assez loin pour que les morceaux ou blocs de déblais, même lorsqu'ils se trouvent à une certaine distance en avant du convoyeur, puissent être saisis, puis tirés vers l'arrière sur le convoyeur, par les bennes qui se referment simultanément.Mais d'un autre côté, lorsque les deux bennes avancent de façon asymétrique, le travail de chargement peut être exécuté de telle manière que la benne qui se trouve le plus près du front de taille saisisse les matériaux et les amène à portée de la seconde benne, cette dernière les reprenant ensuite pour les charger dans le convoyeur. Il est judicieux de munir chacune des bennes d'un dispositif d'entrainement autonome pour son pivotement ainsi que pour son avancement, ces deux dispositifs d'entrainement étant constitués rationnellement par des vérins hydrauliques. Ces derniers peuvent être manoeuvrés, pour commander l'avance ou le pivotement des bennes, à l'aide d'organes simples, tels que des leviers de commande, etc. Selon une réalisation préférentielle du dispositif de chargement suivant l'invention, chacune des deux bennes est montée à pivotement sur un chariot qui coulisse dans un organe de guidage disposé en tête du convoyeur. Dans ce cas, les guides des chariots sont disposés judicieusement des deux côtés du convoyeur. En outre, il est recommandé d'agencer l'installation de telle manière que les déblais soient amenés dans le convoyeur par une rampe de chargement. Dans ce cas, les bennes sont montées à pivotement et à coulissement sur la rampe de chargement elle-même, tandis que cette dernière est fixée à la tête du convoyeur. Les bennes peuvent comporter divers organes de préhension. De préférence, elles sont formées de segments qui peuvent être pourvus de pics ou dents d'attaque, etc. La description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés, donnés à titre non limitatif, permettra, grâce à un exemple de réalisation de mieux comprendre l'invention. La Fig. 1 est une vue en coupe longitudinale d'un bouclier de creusement, montrant en vue latérale un dispositif de chargement selon l'invention. La Fig. 2 est une vue en plan du dispositif selon la Fig. 1, en regardant dans la direction des flèches II-II sur celle-ci. Les Fig. 3A à 3C illustrent schématiquement le mode de fonctionnement du dispositif selon les Fig. 1 et 2 lorsque les bennes pivotent, dans le sens du chargement, selon une séquence alternée. Les Fig. 4A à 4C illustrent schématiquement le mode de fonctionnement du dispositif selon les Fig. 1 et 2, lorsque les bennes travaillent en synchronisme. Sur la Fig. 1, un bouclier de creusement 10 assure la protection pour le creusement d'un tunnel, d'une galerie de mine ou de toute autre excavation. A l'intérieur de ce bouclier est disposée de façon générale une machine de creusement qui attaque le front de taille 11. Cette machine n'est pas représentée au dessin. Les matériaux abattus par la machine de creusement sur le front de taille il sont chargés sur un convoyeur 12, par exemple un convoyeur à raclettes à chaînes ou une bande transporteuse. Ce chargement est effectué au moyen d'un dispositif approprié monté en tête du convoyeur 12, lequel suit une trajectoire ascendante vers l'arrière. Dans la Fig. 1, le dispositif de chargement est repré senté, pour plus de clarté, avec des cotes exagérées par rapport à la section du tunnel ou du bouclier. Il va de soi que le dispositif de chargement est de construction relativement plate et qu'il est placé au voisinage de la base du bouclier, de telle façon qu'il reste, au-dessus de lui, assez d'espace disponible pour le passage d'une machine de creusement. En tête du convoyeur 12 est disposée une rampe de chargement 13 s'élevant depuis le front de taille vers le convoyeur, la largeur de ladite rampe étant supérieure à celle dudit convoyeur, tandis que des tôles déflectrices 13' sont fixées latéralement au convoyeur. De part et d'autre de ce convoyeur 12 sont placés deux chariots 14 guidés en translation par une voie de guidage selon la direction de la flèche V et également en sens opposé. Les voies de guidage des chariots sont rationnellement disposées le long des parois latérales 15 du convoyeur 12, s'étendant vers le haut. Chacun des chariots 14 porte, par un axe d'articulation 16, une benne pivotante 15A ou 15B, l'axe de l'articulation étant perpendiculaire à la surface de la rampe de chargement 13. Les bennes ISA et 15B sont identiques entre elles ; elles sont composées de segments.Le pivotement des bennes autour des axes de leurs articulations i6 s'effectue sous l'action de vérins hydrauliques 17 à double effet, dont les tiges de pistons sont articulées en 18 à la face arrière des segments de bennes, et qui prennent appui en 19 sur leurs chariots respectifs 14. Pour assurer la translation des chariots 14 dans la direction de la flèche V et en sens opposé, on utilise également des vérins hydrauliques 20 à double effet, dont les tiges de pistons sont articulées en 21 à la face inférieure de chaque chariot et qui s'appuient sur les parois latérales du convoyeur par des articulations 22. Les deux bennes i5A et 15B sont munies, sur leurs bords antérieurs, de becs, dents ou pics-'attaque 23 ou de tout autre dispositif analogue. Aux chariots 14 sont fixées des cloisons verticales 24 ayant la forme de segments de cylindres, dont l'axe coïncide sensiblement. avec celui des parois extérieures 25 des segments des bennes. Ces cloisons 24 forment donc des couvercles latéraux en forme de poches, à l'abri desquels les segments de bennes peuvent pivoter, lors de leur retour, lesdites cloisons interdisant la pénétration de déblais sur leur trajectoire, à l'arrière des bennes. Les vérins hydrauliques 17 peuvent être commandés, individuellement ou ensemble, de manière que les bennes 15A et 15B pivotent soit en même temps, scit suivant une séquence alternée, dans la direction de chargement. En outre, les vérins d'avance 20 sont commandés individuellement ou ensemble de telle façon que les chariots 14, entraSnant les bennes ISA et 15B, puissent avancer ou reculer soit ensemble, soit indépendamment l'un de l'autre, dans le sens de la flèche V ou en sens oppose. Les Fig. 3A à 3C illustrent un mode de fonctionnement des bennes 15A et 15B, lesquelles effectuent, en l'occurence, leur course de chargement dans le sens de la flèche S et leur course de retour dans la flèche T, selon une séquence alternée. La benne 15B, qui pivote selon la Fig. 3A dans la direction de la flèche S, pousse les matériaux 26 qui se trouvent sur la rampe de chargement 13 jusque dans le convoyeur 12, tandis que l'autre benne 15A effectue son mouvement de retour dans la direction de la flèche T. La Fig. 3C montre l'appareil lors de la phase suivante du fonctionnement, pendant laquelle c'est la benne ISA qui effectue sa course de chargement, tandis que la benne 15B effectue sa course de retour. Les Fig. 4A à 4C montrent un autre mode de fonctionnement du dispositif chargeur, selon lequel les deux bennes effectuent symétriquement leurs courses de chargement et de retour. Lorsque, par exemple, un bloc 27 d'assez grande taille se trouve sur la rampe de chargement, les bennes 15A et 15B se rapprochent l'une de l'autre à la manière des godets d'une ex cavatrice, en formant une sorte de pince qui se ferme derrière le bloc (Fig. 4B). En ramenant en arrière les chariots 14 des deux bennes alors que celles-ci se trouvent encore dans cette position de fermeture, dans la-direction de la flèche R, on peut charger le bloc 27 sur le convoyeur 12. Il va de soi que ce mode de fonctionnement synchrone peut être utilisé aussi pour charger des matériaux constitués de petits morceaux ou de grains de faible diamètre. Le montage des bennes sur les chariots 14 augmente la portée desdites bennes, tout en offrant la possibilité de charger les matériaux saisis par les bennes rapprochées sur le convoyeur en les faisant glisser sur la rampe. Il va de soi également que les chariots 14 peuvent coulisser parallèlement à la surface de la rampe de chargement 13, dans la direction respective des flèches V et R. Des modifications peuvent être apportées au mode de réalisation décrit, dans le domaine des équivalences techniques, sans s'écarter de l'inventionO REVENDICATIONS 1.- Dispositif de chargement utilisable pour charger des matériaux sur un convoyeur, destiné plus particulièrement aux exploitations de creusement ou d'abattage et utilisable principalement à l'intérieur de boucliers de creusement, ce dispositif étant composé de deux bennes pivotantes coopérant ensemble, placées en tette du convoyeur, caractérisé en ce que les bennes pivotantes (15A, 15B) peuvent être déplacées vers l1a- vant et vers l'arrière par rapport au convoyeur (12), ensemble et (ou) indépendamment l'une de l'autre. 2.- Dispositif de chargement suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les bennes (15A, 15B) peuvent pivoter, a volonté, de façon synchrone ou en alternance dans la direction de chargement (flèche S). 3.- Dispositif de chargement suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que chacune des deux bennes (15A, 15B) comporte un dispositif d'entraînement autonome (17) pour son mouvement de pivotement et un autre dispositif d'entrainement autonome (20) pour sa translation longi tudinale 4.- Dispositif de chargement, suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les dispositifs d'entraînement en rotation et en translation sont des vérins hydrauliques. 5.- Dispositif de chargement suivant l'une quelconque des revendications i à 4, caractérisé en ce que chacune des deux bennes (P5A, 15B) est montée à pivotement sur un chariot (14) distinct guidé dans une voie de guidage solidaire de I'ex trémité antérieure du convoyeur (12). 6.- Dispositif de chargement suivant la revendication 5, caractérisé en ce que les voies de guidage des chariots sont disposées de part et d'autre du convoyeur (12), le long des parois latérales (15) de ce dernier. 7.- Dispositif de chargement suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les bennes (15A, 15B) se déplacent en rotation et en translation au-dessus d'une rampe de chargement (13) disposée en tête du convoyeur (12). 8.- Dispositif de chargement suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les bennes (15A, 15B) sont composées de segments et en ce que les chariots (14) portent des cloisons verticales (24) ayant la forme de segments de cylindres, derrière lesquelles les bennes pivotent pendant leur mouvement de retour.