Brevet FR2389756A1 — publié le 19781201

La présente invention concerne une machine de creu sement pour le creusement ae tunnels, galeries ou cavités analocues, comportant à l'extrémité libre d'un bras de coupe monté de façon pivotante sur le châssis mobile de la machine une tête de coupe entraînée de façon positive et équipée d'un dispositif de chargement pour la réception et l'évacuation des matériaux abattus, ce dispositif comprenant une goulotte de chargement inclinée disposée au-dessous du bras de coupe et un dispositif transporteur, un autre tansporteur amenant les matériaux abattus à la goulotte de chargement étant disposé sur la face inférieure du bras découpe. Dans ce type de machine de creusement, on utilise comme transporteur de bras de coure un transporteur relativement petit et léger, en particulier untransporteur à raclettes ou de type analogue, ayant une longueur inférieure à la longueur du bras de coupe. Le transporteur disposé sur la face inférieure-du bras de coupe sert principalement au chargement des matériaux abattus reposant sur la sole jusque sur la goulotte de chargement en forme de rampe. En mGme temps, le transporteur du bras de coupe peut être utilisé pour réaliser, sur la sole découpéc par la tête de coupe, un amas de matériaux qui forme une sole artificielle sur laquelle la machine de creusement, qui est judicieusement équipée d'un train à chenilles, peut se déplacer. Le but de l'invention est d'apporter des perfectionnements et des modifications, en particulier à la machine de creusement et d'abattage décrite dans le brevet allemand nO 2.519.825. La machine doit être agencée de telle sorte que l'on puisse réaliser avec elles même dans le cas de grandes sections de creusement, dans la partie correspondant à la voûte, une niche relativement profonde, de sorte que la voûte peut à cet endroit etre soutenue en avant de la machine, ce qui représente une augmentation de sécurité lors du travail. En outre, la machine suivant l'invention est de préférence agencée de telle sorte qu'elle puisse travailler également par dépouille inférieure avec une profondeur de dépouille relativement grande. Suivant l'invention, le bras découpe et la goulotte de chargement, avec le dispositif transporteur, sont déplaçables chaque fois indépendapment l'un ae l'autre par rapport au châssis de la machine, dans la direcìonde creusement et dans la direction opposée. De préférence, l'agencement est réalisé en montant le support prévu pour le bras de coupe pivotant, avec la couronne d'orientation, sur un chariot de la machine qui est guidé en translation sur des guides du châssis se présentant judicieusement sous la forme de guides prismatiques comportant des glissières inclinées l'une par rapport à l'autre. Du fait de cet agencement de la machine d'abattage et de creusement suivant l'invention, on a la possibilité de faire avancer le bras de coupe avec son support et avec la couronne d'orientation par rapport au châssis de la machine ou à son train porteur, à un degré tel que l'on puisse, même pour des sections de creusement importantes, réaliser au voisinage de la voûte une niche relativement profonde, pouvant être protégée en avancée par la pose d'éléments de soutènement, en particulier de cintres de soutènement qui sont complétés ulte- rieurement pour former des anneaux de soutènement.En même temps, le dispositif de chargement, constitué par la goulotte de chargement et le dispositif transporteur peut être avancé à un degré tel que les matériaux abattus lors de la coupe de cette niche soient chargés mécaniuement aussi complètement que possible. I1 est également possible de travailler, à partir de la position occupée par la machine, avec une dépouille plus importante, et de régler alors la goulotte de chargement de telle sorte que l'on obtienne également dans ce cas un chargement parfait des matériaux abattus. 'ensemble de la machine peut se déplacer sur la sole, qui est réalisée par exemple en béton coulé sur place.Si l'on place dans la niche des cintres de soutènement ou éléments analogues maintenant la voûte, ceux-ci peuvent être complétés ultérieurement pour constituer un soutènement par anneaux qui demeure d'une façon en soi connue dans le soutènement en beton coulé sur place réalisé ultérieurement. I1 est judicieux,pendant le travail de coupe, d'immobiliser le chariot de la machine par rapport à son châssis ou à son train porteur de telle sorte que l'on obtienne une liaison satisfaisante entre le bras de coupe e- le châssis ou train porteur de la machine et que l'on empêche un débattement ou échappement du guide de la machine sous l'effet des vibrations du bras de coupe, inévitables en service. Il est prévu de façon avantageuse à cet effet un dispositif de blocage, de préférence un dispositif hydraulique à vérins de blocage au moyen duquel le chariot de la machine peut être immobilisé. Du point de vue construction, il est judicieux de monter la goulotte de chargement et le dispositif transporteur sur un chariot inférieur qui est guidé sur le châssis ou sur le train porteur de la machine, au-dessous du chariot proprement dit portant la couronne d'orientation et le bras de coupe, et qui est constitué judicieusement par au moins une barre de poussée ou analogue. Ce chariot inférieur est relié de préférence à la goulotte de chargement de façon à permettre des mouvements d'articulation dans toutes les directions.Le dispositif transporteur relié -à la goulotte de chargement pour former un ensemble unitaire est constitué de préférence par deux transporteurs disposés sur les deux côtés de l'axe de la machine, en particulier par des transporteurs à raclettes à chaine qui prennent appui de façon coulissante, d'une manière en soi connue, sur la partie arrière de la machine En ce qui concerne le creusement de la niche et en particulier la possibilité de travailler en dépouille, il est judicieux de subdiviser encore, d'une manière permettant son articulation, le bras de coupe monté dans un palier de pivotement par son extrémité arrière, dans la partie située entre ce palier et la tête de coupe, un dispositif de commande de pivotement étant conjugué également à cette articulation du bras de coupe. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaitront à la lecture de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés, donnés à titre non limitatif et sur lesquels La Fig. 1 montre de profil une machine de creusement, suivant l'invention, avec coupe longitudinale à travers un tunnel ou une cavité analogue. La Fig. 2 est une vue en plan du dessus de la machine de creusement que montre la Fig. 1. La Fig. 3 est une vue en coupe partielle à travers le guide du chariot de-la machine. La Fig. 4 est une vue en coupe partielle montrant l'accouplement entre le chariot inférieur et la goulotte de chargement. La Fig. 5 est une vue en coupe transversale partielle à travers le guide du chariot inférieur La Fig. 6 ést une vue en coupe longitudinale du guide du chariot inférieur. La machine de creusement représentée comprend un châssis 10 muni d'un train porteur à chenilles 11. Ce châssis 10 supporte un guide 12 destiné à un chariot 13 qui peut ainsi se déplacer en translation dans la direction de creusement V et dans la direction opposée. Le déplacement du chariot 13 de la machine est assuré au moyen de vérins d'avance hydrauliques 14, qui prennent appui sur une portée 15 prévue à l'arrie-du châssis 10 de la machine et dont les tiges de pistons attaquent le chariot 13. Comme le montre en particulier la Fig. 3, le guide prévu sur le châssis 10 de la machine pour le chariot est constitué par un guide prismatique avec glissière 12' formant un angle aigu l'une par rapport å l'autre et sur lesquelles le chariot 13 se déplace.Ce dernier présente des consoles de guidage 13' entourant le guide associé depuis l'extérieur et sur lesquelles il est prévu chaque fois trois vérins de blocage hydrauliques 35, qui sont munis de mâchoires de glissement et de serrage 35'. Par la mise en pression des vérins de blocage 35, on peut appliquer les mâchoires 35' contre les glissières inférieures 12', de sorte que l'ensemble du chariot 13 de la machine est immobilisé par coincement sur ce guide. Il est possible, de cette manière, d'immobiliser le chariot par rapport au châssis de la machine et au train porteur pendant les travaux de creusement. Le chariot 13 de la machine porte la superstructure de la machine de creusement. Celle-ci est constituée par une couronne d'orientation 16, qui peut tourner autour d'un axe vertical sous l'action de vérins de pivotement hydrauliques 36 et qui porte un support 17 sur lequel un bras de coupe 19 est monté par l'intermédiaire d'un palier 18, de manière à pouvoir pivoter dans le plan vertical. Le pivotement du bras de coupe 19 est assuré au moyen de vérins hydrauliques 20 qui sont montés à articulation entre ce bras de coupe et la partie supérieure de la couronne d'orientation. Le bras de coupe 19 présente à son extrémité libre une tête de coupe 21 entrai née positivement, qui est constituée par deux cylindres de coupe 21' pouvant tourner autour d'un axe commun perpendiculaire à l'axe longitudinal du bras de coupe. Le bras de coupe 19 est subdivisé dans sa partie diane par une articulation 22 dont l'axe est parallèle à l'axe d'articulatIon du palier 18. Des vérins de pivotement hydraulicues 23 sont prévus entre les delIx parties du bras de coupe reliées par l'articulation 22. Au-cessous du bras de coupe 19, la machine comporte à sa partie avant une goulotte de chargement- 24 qui s'élève à la manière d'une rampe depuis le mur jusqu'au châssis de la machine et à laquelle sont reliés latéralement deux transporteurs 25 se présentant sous la forme de transporteur à raclettes à chaîne. Les deux transporteurs 25 sont disposés sur les deux côtés de l'axe longitudinal de la machine et ils sont réunis à la goulotte de chargement 24 pour former un ensemble unitaire. Ces transporteurs s'étendent depuis la partie avant de la machine jusqu'à sa partie arrière, selon l'inclinaison vers le haut de la goulotte tde chargement, et ils seprolongent dans la partie arrière de la machine par un tronçon de transporteur s'étendant en porte-à-faux vers le haut, qui constitue l'extrémité de déversement 26. Dans la partie arrière due la machine de creusement, les deux transporteurs 25 prennent appui de façon à pouvoir subir un mouvement d'articulation dans le plan vertical, ainsi qu'un coulissement dans la direction de creusement V, sur une traverse 27 ou sur un dispositif analogue soutenu par la portée 15.L'agencement est réalisé de telle sorte que l'ensemble constitué par la goulotte de chargement 24 et les deux trans porteurs latéraux 25 puisse pivoter par rapport au chassies 10 de la machine, afin de pouvoir régler à un certain degré la goulotte de chargement et de pouvoir soulever son bord inférieur à l'écart du mur pour le transport. L'ensemble du dispositif de chargement, constitué par la goulotte de chargement 24 et les deux transporteurs 25, est également déplaçable dans la direction de creusement V et dans la direction opposée par rapport au châssis 10 de la machine et au train porteur 11. A cet effet, la goulotte de chargement 24 est accouplée à sa partie arrière avec un chariot inférieur 37 qui est guidé de facon à pouvoir subir un mouvement de translation dans un guide approprié du châssis de la machine ou de son train porteur. Comme visible en particulier sur les Fig. 5 et 6, le chariot inférieur 37 est constitué par au moins une poutre ou par une barre de poussée 37' qui est guidée dans un guide télescopiqueou à tiroir du train porteur. Le guidage est assuré à l'aide de glissières 28' qui sont disposées par paires aux quatre angles de la barre de poussée en caisson 37'. L'avance de cette barre de poussée 37' formant le chariot inférieur est assurée à l'aide d'au moins un vérin d'avance 29 qui est monté de façon articulée entre le châssis de la machine et le chariot inférieur. Comme visible en particulier sur la rig. 4, la goulotte de chargement 24 présente à sa parti arrière un guide à coulisse 38 orienté verticalement ou incliné, pour la réception d'un coulisseau 29 auquel la barre de poussée 37' du guide inférieur est relie par une articulation à rotule 40, d'une manière permettant une articulation dans toutes les directions. La goulotte de chargement associée aux deux transporteurs peut en conséquence subir des déplacements à un degré limité dans toutes les directions par rapport à la barre de poussée, et en meme temps elle est réglable en hauteur. il est prévu, dans les parties avant et arrière du châssis de la machine, chaque fois deux stabilisateurs ou sabots 30 servant d'appuis, qui peuvent pivoter dans le plan vertical d'une façon en soi connue sous la commande des vérins hydrauliques, de sorte que 1'ensemble de la machine peut prendre appui sur les quatre stabilisateurs en position sortie et qu'ainsi le train porteur à chenilles est déchargé pendant le travail de coupe. Les deux stabilisateurs avant 3C sont munis de portées de coulissement 41 sur lesquelles des consoles 42 fixées sur la face arrière de la qoulotte de chargement prennent appui de façon coulissante. Ces consoles portent les coulisses 38 destinées aux coulisseaux. Le système de guidage inférieur décrit ci-avant peut également comporter plusieurs barres de poussée parallèles 37' disposées dans un même plan horizontal et qui, de la manière décrite, sont accouplées à la goulotte de chargement 24 ou à ses consoles 42 par des articulations à rotule et des guides à coulisses. Il est important de noter que les transporteurs z5 et la goulotte de chargement 24 sont déplaçables par articulation dans toutes les directions et sont réglables en hauteur par rapport au châssis de la machine et à son train porteur. Le relevage de la goulotte de chargement 24 est alors assuré par l'intermédiaire des stabilisateurs avant j qui, d'une façon en soi connue, sont relevables, de sorte que lors de leur pivotement, la goulotte de chargement est soulevée et abaissée par l'intermédiaire des portées coulissantes 41 et des consoles 42. notant donné qu'un stabilisateur 30 est prévu de chaque côté de la machine, on peut provoquer, par un réglage différent des deux stabilisateurs 30, un basculement de la goulotte de chargement 24. L'agencement décrit permet de faire avancer dans la direction de creusement V et dé rappeler dans la direction opposée le dispositif de chargement constitué par la goulotte de chargement 24 et les deux transporteurs 25, ainsi que la superstructure de la machine constituée par la couronne d'orientation 16, le support 17 et le bras de coupe 19, chaque fois de façon indépendante par rapport au châssis fixe de la machine. Les matériaux parvenant pendant le travail de chargement sur la goulotte de chargement inclinée 24 sont repris par un bras de chargement 31 se déplaçant en va-et-vient en un mouvement pendulaire sur la face supérieure de la goulotte de chargement, et ils sont amenés aux deux transporteurs latéraux 25. I1 est prévu, sur la faceinférieure du bras de coupe 19, un transporteur de bras 32 qui est constitué par un transporteur à raclettes ou de type analogue. Etant donné que le bras de coupe 19 peut être avancé dans la direction de creusement V par rapport au châssis de la machine, il est ainsi possible de creuser une niche E dans la partie correspondant à la voûte du tunnel, et d'assurer cette voûte par des éléments de soutènement 33, en particulier par des segments de soutènement en acier posés dans la niche, de sorte que les travaux de creusement et de chargement peuvent être réalisés constamment sous une voûte déjà soutenue. En même temps, la goulotte de chargement 24 peut être avancée avec les transporteurs 25 en direction du front de taille 34 à un degré tel que les matériaux abattus lors du creusement de la niche puissent être chargés.Le front de taille 34 est, au-dessous de la niche E, attaqué également par tronçons successifs, les segments de Soutènement 33 étant alors complétés pour constituer des anneaux de soutènement complètement circulaires, maintenant la section de dégagement. Pendant le travail de coupe, le chariot 13 de la machine est bloqué à l'aide des vérins de blocage hydrauliques 35 par rapport au châssis 10 de la machine. On voit à l'examen de la Fig. 1 que la machine de creusement repose sur une sole bétonnée 43 qui est réalisée en fonction de la progression du creusement. En conséquence, comme représenté, le bras de coupe 19 doit travailler en dépouille. Ceci est rendu possible par le déplacement de la couronne d'orientation 16 portant le bras de coupe sur le chariot 13 de la machine, ainsi que par la subdivision avec articulation du bras de coupe. Le petit transporteur 32 disposé sur la face inférieure du bras de coupe 19 amène les matériaux abattus qui se trouvent devant le front de taille 34 jusqu'à la goulotte de chargement 24, sur laquelle ils sont ensuite évacués par les transporteurs 25. Des modifications peuvent être apportées au mode de réalisation décrit, dans le domaine des équivalences techniques, sans s'écarter de l'invention. RE VEND ICjiTONS 1.- Machine de creusement pour le creusement de tunnels, galeries ou cavités analogues, comportant à l'extrémité libre d'un bras de coupe monté de façon pivotante sur le châssis mobile de la machine, une tête de coupe entraînée de façon positive, et équipée d'un dispositif de chargement pour la réception et l'évacuation des matériaux abattus, ce dispositif comprenant une goulotte de chargement inclinée, disposée audes sous du bras de coupe et amenant les matériaux à un dispositif transporteur prévu sur le châssis de la machine, un autre transporteur amenant les matériaux abattus à la goulotte de chargement étant disposé sur la face inférieure du bras de coupe, caractérisée en ce que le bras de coupe (19) et la goulotte de chargement (24) avec son dispositif transporteur (25) sont déplaçables en translation chaque fois indépendamment l'un de l'autre par rapport au châssis de la machine (10), dans la direction de creusement (V) et dans la direction opposée. 2.- Machine de creusement suivantla revendication 1, caractérisée en ce que le support (17 Y- portant le bras de coupe pivotant (19) est monté conjointement à une couronne d'orientation (16) sur un chariot (13) suidé sur des guides (12) du châssis (10) de la machine. 3.- Machine de creusement suivant la revendication 2, caractérisée en ce que les guides du chariot sont constitués par des guides prismatiques comportant des glissières (12') inclinées l'une par rapport à l'autre. 4.- Machine de creusement suivant la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce qu'il est prévu un dispositif de blocage (35) assurant le blocage du chariot-(13) par rapport au châssis (10) de la machine. 5.- Machine de creusement suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif de blocage (35) est constitué par des mâchoires de serrage pouvant être appliquées hydrauliquement contre le guide du chariot. 6.- Machine de creusement suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce quelea goulotte de chargement (24) et le dispositif transporteur (25) sont prévus sur un chariot inférieur (37) qui est guidé dans le châssis de la machine au-dessous du chariot (3) 7.- Machine de creusement suivant la revendication 6, caractérisée en ce que le chariot Inférieur (37) est constitué par au moins une barre de poussée (37'). 8.- Machine de creusement suivant 1 l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que le dispositif transporteur est constitué d'une façon en soi connue par deux transporteurs latéraux (25) réunis à la goulotte de chargement (24) pour former un ensemble unitaire et prenant appui de façon coulissante sur la partie carrière de la machine, le chariot inférieur (37) étant relié à la partie arrière de la goulotte de chargement (24) de façon à pouvoir subir des mouvements d'articulation dans tcutes les directions. 9.- Machine de creusement suivant l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisée en ce que le chariot inférieur (37) et la goulotte de chargement (24) sont reliés d'une manière permettant un déplacement en hauteur par l'intermédiaire de coulisses de guidage (38, 39). 10. Machine de creusement suivant l'une quelconque des revendications 1 à i, caractérisée en ce que la goulotte de chargement (24) prend appui de façon coulissante sur des stabilisateurs (30) pouvant être amenés dans une position sortie et prévus sur le châssis (10) de la machine. 11.- Machine de creusement suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que le bras de coupe est, entre sa tête de coupe (21) et son palier (18) prévu sur le support (17), subdivisé de façon articulée par une ar ticul.tion (22), l'axe de cette articulation et celui du palier étant parallèles et horizontaux, un dispositif de commande de pivotement étant prévu entre les deux parties du bras reliées entre elles par l'articulation (22).