Brevet FR2337234A1 — publié le 19770729

La présente invention concerne d'une manière générale les engins de forage qui comportent, d'une part, un châssis fixe contenant un moteur hydraulique dont un arbre de sortie fait saillie latéralement sur au moins une face dudit châssis, et en pratique sur deux faces parallèles opposées de celui-ci, dans le prolongement l'un de l'autre, et d'autre part, un outil de forage calé sur chacun desdits arbres. De tels engins de forage sont avantageusement à même de forer des trous de section transversale quadrangulaire, et peuvent de ce fait être mis en oeuvre pour le fonçage de saignées propres à la réalisation de parois moulées du type de celles fréquemment mises en place lors de certains travaux de terrassement, avant déblaiement d'une zone à affouiller, pour la délimitation et la protection de celle-ci. L'un des problèmes à résoudre dans la réalisation des engins de forage de ce type réside dans l'implantation des moyens de roulement qui sont nécessairement à interposer entre leur châssis et chacun des outils de forage qu'ils comportent et qui doivent être à même de résister aussi bien à des efforts circulaires de torsion et d'arrachement qu'à des efforts axiaux d'arrachement et de butée, de tels efforts étant susceptibles de se développer de manière aléatoire entre un tel outil de forage et le terrain travaillé par celui-ci. Une solution classique à ce problème consiste à prévoir, d'une part, un ou deux roulements circulaires, et d'autre part, une butée axiale à billes, mais, s'agissant des roulements circulaires, ceux-ci doivent présenter des diamètres importants inusuels et donc Autre fabriqués spécialement pour les engins de forage concernés, ce qui en alourdit le coût, et, s'agissant de la butée axiale, celle-ci augmente de manière intempestive l'encombrement axial de ces engins de forage. Ce dernier inconvénient devient prohibitif lorsque, comme mentionné ci-dessus, l'engin de forage concerné doit être utiliséau fonçage d'une saignée, son encombrement axial étant alors impérativement conditionné par la largeur de cette saignée. L'implantation de ces moyens de roulement devient encore plus difficile dans le cas, fréquent en pratique, où, pour augmenter le couple utile sur un outil de forage, on interpose entre celui-ci et son arbre d'entratnement, un réducteur. Fn outre1 dans ce cas, il devient impératif d'éviter tout jeu de montage, un tel jeu étant susceptible de mettre hors service un ou plusieurs des pignons d'un tel réducteur, la totalité du couple à transmettre ne passant alors que par un nombre limité de tels pignons au préjudice de la longévité de ceux-ci. La présente invention a d'une manière générale pour objet une disposition répondant avantageusement, de manière simple et sure, à ces divers impératifs. De manière plus précise, la présente invention a pour objet un engin de forage à commande hydraulique, du genre comportant un châssis fixe contenant un moteur hydraulique dont l'arbre de sortie fait saillie latéralement sur au moins un côté dudit châs- sis, un outil de forage calé en rotation sur ledit arbre à l'extérieur dudit châssis, et des moyens de roulement circulaire et de butée axiale interposés entre ledit outil de forage et ledit châssis, cet engin de forage étant caractérisé en ce que lesdits moyens de roulement circulaire et de butée axiale sont constitués par une couronne à galets alternés. Une telle couronne à galets alternés est avantageusement à même d'assurer par ellemeAme, et donc sous un faible encombrement, aussi bien le roulement circulaire que la butée axiale recherchés En outre il est prévu, selon un développement de l'invention, de supprimer tout jeu interne dans une telle couronne à galets alternés, pour son adaptation à un engin de forage comportant un réducteur, et même, pour prolonger la vie de ce réducteur, de mettre sous précontrainte les galets qu'elle comporte. Une telle couronne à galets alternés est certes bien connue par elle-même, et il est usuel d'en équiper certains engins de chantier opérant en surface, à l'air libre, des grues par exemple. Mais il n1a jamais été proposé à ce jour, et c'est au contraire l'objet de la présente invention, de tirer profit du faible encombrement offert par une telle couronne à galets alternés dans l'équipement d'un engin de forage appelé à opérer en profondeur au sein d'un quelconque terrain, en adaptant cette couronne à galets alternés aux conditions particulières de travail d'un tel engin de forage lorsqu'lu comporte un réducteur. L'objet de l'invention, ses caractéristiques et ses avantages ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre à titre d'exemple, en référence au dessin schématique annexé dont la figure unique est une vue partielle en coupe axiale d'un engin de forage suivant l'invention. Sur cette figure, la référence générale 10 désigne le chås- sis fixe de l'engin de forage concerné. Dans l'exemple représenté, ce châssis 10 comporte un caisson central Il en forme de plaque, dont une partie minime seulement est visible sur la figure, un tel caisson et les organes qu'il contient ne faisant pas partie de la présente invention. I1 sera seulement précisé ici que ce caisson contient un moteur hydraulique, de type connu en soi dont un arbre de sortie 12 fait saillie latéralement à l'extérieur du châssis 10 à la faveur d'un passage 13 ménagé dans la zone centrale d'un capot 14 rapporté à étanchéité, à l'aide de tirants filetés 15, sur la face latérale correspondante du caisson Il. En pratique, suivant une disposition connue par elle-même et non visible sur la figure, un tel arbre de sortie fait saillie latéralement sur chacune des deux faces parallèles opposées du caisson 11, les arbres concernés étant solidaires l'un de l'autre dans le prolongement l'un de l'autre. Coaxialement vis-à-vis de l'arbre 12 est disposé un tambour 16, dont la concavité est tournée vers la face correspondante du caisson 11, et qui est porteur périphériquement d'organes de forage propres à lui permettre de constituer un outil de forage cylindrique ; cette disposition connue par elle-même, ne fait pas partie de la présente invention et ne sera donc pas décrite en détail ici. Selon l'invention un réducteur 18 est interposé entre le tambour 16 constituant un outil de forage et l'arbre 12 sur lequel celui-ci est ainsi calé en rotation. Dans l'exemple représenté, ce réducteur 18 comporte une pluralité de pignons satellites 19 dont chacun est monté rotatif sur un bossage 20 solidaire du capot 14 rapporté sur la face concernée du caisson 11, à la faveur du volume délimité par le tambour 16 entre son fond 22 et ce capot 14, et qui tous engrènent, d'une part avec l'arbre 12 dont l'extrémité libre présente à cet effet des cannelures et d'autre part avec une couronne à denture interne 24 solidaire du tambour 16 à proximité de la périphérie de celui-ci. De tels pignons satellites dont un seul est visible sur la figure peuvent etre par exemple au nombre de trois, en étant ré gulièrement répartis périphériquement autour de l'arbre 12. Conjointement, et suivant l'invention, les moyens de roule ment circulaire et de butée axiale qu'il est nécessaire en outre d'interposer entre le tambour 16 constituant un outil de forage et le châssis 10 auquel appartient le caisson 11 sont constitués par une couronne à galets alternés 25. Ainsi qu'on le sait, une telle couronne comporte de manière coaxiale une piste externe 26A et une piste interne 26B présentant chacune, en regard l'une de l'autre, des surfaces de roulement tronconiques orthogonales l'une par rapport à l'autre, 27A, 27'A et 27B,27'B respectivement ; par surfaces de roulement tronconiques orthogonales, on entend ici de manière usuelle des surfaces trononiques coaxiales de génératrices orthogonales deux à deux. Entre les pistes 26A,263 d'une telle couronne 25 sont disposés des galets cylindriques 29,29' successivement alternés circulairement, les galets 29 étant en contact par deux génératrices diamétralement opposées avec les surfaces de roulement en regard 27Â,27B des pistes 26A,26B tandis que les galets 29' sont en contact par deux génératrices diamétralement opposées avec les surfaces de roulement 27'A,27'B desdites pistes. Bien entendu, suivant une disposition connue par elle-même qui n' est pas visible sur la figure et qui ne sera pas détaillée ici, une cage est en outre prévue pour maintenir à distance l'un de l'autre les galets 29,29' et éviter ainsi tout contact entre ceux-ci. Suivant une forme préférée de mise en oeuvre de l'invention, qu'il n'est pas possible de matérialiser sur la figure, la couronne à galets alternés 25 décrite ci-dessus est dépourvue de tout jeu interne, chacun des galets 29,29' qu'elle comporte étant au contact sans jeu avec les surfaces de roulement 27A,27'B et 27B, 27'B correspondantes. Une telle disposition peut être assurée par un montage serré des pistes 26A,26B l'une par rapport à l'autre, lors de la réalisation d'une telle couronne. De préférence, ce montage est fait de manière à ce que les galets 29,29' soient initialement sous précontrainte, c'est-àdire de manière à ce que chacun de ces galets soit serré radialement par les pistes de roulement interne 26Â,263 entre lesquelles il est interposé. Quoi qu'il en soit, dans l'exemple représenté, la piste externe N A de la couronne à galets alternés 25 est attelée au fond 22 du tambour 16 constituant un outil de forage à l'aide de tirants filetés 32 assurant conjointement la solidarisation à ce tambour de la couronne à denture interne 24 qui lui est associée: pour ce faire, cette couronne présente des passages 33 par lesquels elle est engagée sur les tirants 32 et ceux-ci sont par leur extrémité filetée engagés à vissage dans des perçages taraudés 34 prévus à cet effet dans la piste externe 26 de la couronne à galets alternés 25. Conjointement la piste interne 26B de cette couronne à ga lets alternés est solidarisée au châssis d# 10 par les mêmes tirants filetés 15 qui assurent la fixation au caisson 11 de ce châssis du capot 10 rapporté sur la face correspondante de ce caisson : pour ce faire la piste interne 263 de la couronne à galets alternés 25 présente des passages 35 par lesquels elle est engagée sur ces tirants filetés 15. Enfin, et de manière connue en soi, des moyens d'étanchéité désignés par la référence générale 37 sont prévus entre la jupe périphérique 38 du tambour 16 constituant l'outil de forage et le chssis 10 de celui-ci, sur la face interne de ladite jupe. De tels moyens d'étanchéité 37 ne faisant pas partie de la présente invention, ils ne seront pas décrits ici. On appréciera le faible encombrement, tant diamétral qu' axial, suffisant, suivant l'invention, à l'implantation de moyens de roulement circulaire et de butée axiale entre le tambour 16 constituant un outil de forage et le cassis 10 sur lequel celuici est monté rotatif, compte tenu de surcroît de la présence d'un réducteur 18 entre ce tambour et 1' arbre d'entraînement 12 sur lequel il est calé en rotation. Bien entendu, la présente invention ne se limite pas à la forme de réalisation décrite et représentée, mais englobe toute variante d'exécution. REVENDICAUIONS 1. Engin de forage à commande hydraulique, du genre comportant un châssis fixe contenant un moteur hydraulique dont l'arbre de sortie fait saillie latéralement sur au moins un côté dudit châssis, un outil de forage calé en rotation sur ledit arbre à l'extérieur dudit chtssis, et des moyens de roulement circulaire et de butée axiale interposés entre ledit outil de forage et ledit chaAssis, caractérisé en ce que, un réducteur étant en outre prévu entre ledit arbre de sortie et 1' outil de forage calé sur ce dernier, lesdits moyens de roulement circulaire et de butée axiale sont constitués par une couronne à galets altmn . 2. Engin de forage suivant la revendication 1, dans lequel un réducteur est en outre prévu entre arbre de sortie et l'outil de forage calé en rotation sur ce dernier, caractérisé en ce que, ledit réducteur comportant une pluralité de pignons satellites engrenant d'une part avec l'arbre de sortie du moteur hydraulique et d'autre part avec une couronne à denture interne solidaire de 1' outil de forage, la couronne à galets alternés est dépourvue de tout jeu interne. 3. Engin de forage suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les galets de la couronne à galets alternés sont sous précontrainte, lesdits galets étant serrés radialement par les pistes de roulement interne et externe de ladite couronne entre lesquelles ils sont interposés.