Brevet FR2414615A1 — publié le 19790810

L'invention a pour objet un dispositif servant au montige d'une tarière sur une machine de forage, plus exactement à l'extrémité d'un bras porteur faisant partie d'une telle machine et destiné à & re équipé d'une tarière. Le dispositif de l'invention convient aux machines ayant un bras rigide que l'on met en position horizontale ou voisine de l'horizontale pendant le travail de la tarière, mais il convient plus particulièrement aux machines qui ont un bras 'articulé que l'on peut mettre à de nombreuses positions diverses allant de l'horizontale à la verticale quand on veut se servir de la tarière. Le but principal de l'invention est d'apporter un dispositif de montage d'une tarière sur un bras permettant, pendant l'utilisation de la tarière, de donner à ce bras une position quelconque désirée entre l'horizontale et la verticale et permettant aussi, pendant la non utilisation de la tarière, de ranger celle-ci le long d'une face latérale du bras, par un simple pivotement. Un but secondaire de l'invention est d'apporter un dispositif tel que défini ci-dessus gracie auquel la fixation de la tarière à sa position de travail, sa libération de cette position, son pivotement jusqu'à sa position de repos le long d'une face latérale du bras et son immobilisation dans un berceau à cette position de repos,se font automatiquement. Un dispositif conforme à l'invention destiné au montage d'une tarière sur un bras ayant une face supérieure, une face inférieure et deux faces latérales comprend une chape ayant deux branches parallèles qui sont réunies par une traverse et par un axe autour duquel la tette de la tarière est montée avec une possibilité de pivotement tandis que les branches sont disposées, pendant le fonctionnement de la tarière, parallèlement aux faces latérales du bras. L'une des branches est réunie à l'une des faces latérales par l'intermédiaire d'un pivot qui s'étend parallèlement au bras tandis que l'autre branche est réunie à l'autre face latérale, pendant le fonctionnement de la tarière, par l'intermédiaire d'un moyen de verrouillage démontable. De préférence, le moyen de verrouillage est un organe coulissant attelé à la tige de piston d'un vérin hydraulique monté contre la face latérale du bras. Dans un mode de réalisation de l'invention, la face latérale du bras à laquelle est associé le pivot d'une branche de la chape est pourvue d'un berceau dans lequel l'arbre de la tarière peut reposer quand la tarière est mise à sa position de repos le long de cette m & face laté;ie. De préférence, au berceau de l'arbre de la tarière est adjoint un organe d'immobilisation mobile entre une position dans laquelle il s'oppose à la sortie de l'arbre hors du berceau, une position dans laquelle il permet cette sortie, et une position dans laquelle il interdit l'entrée du berceau. Il est avantageux d'adopter, selon l'invention, un organe d'immobilisation incurvé, monté pivotant autour d'un axe et attelé à un vérin hydraulique lui-meme monté sur le berceau. Dans un mode de réalisation de l'invention, le berceau comprend deux plaques espacées disposées perpendiculairement à la face latérale du bras et le vérin ainsi que l'organe d'immobilisation sont montés entre ces deux plaques. De façon avantageuse, le bord limitant les plaques en dessous du berceau est profilé pour servir de moyen de guidage de la tarière au cours du déplacement de celle-ci en direction du berceau. Pour mieux faire comprendre l'invention, on donnera maintenant une description d'un mode préféré de réalisation ; on se reportera aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue en élévation d'une machine de forage ayant un bras articulé équipé d'un dispositif conforme à l'invention pour le montage d'une tarière, ce bras étant représenté en trait plein dans une position, en trait mixte dans deux autres positions avec la tarière en position d'utilisation, et en trait mixte dans une quatrième position avec la tarière en position de repos le long d'une face latérale du bras, - la figure 2 est une vue partielle agrandie montrant la partie extrême du bras munie du dispositif de l'invention, - la figure 3 est une vue en coupe selon III-III de la figure 2, montrant le dispositif en trait plein et en trait mixte,respecti- vement en correspondance avec la position de travail et avec la position de repos de la tarière, - la figure 4 est une vue de coté, selon la flèche F sur la figure 1, et en coupe, d'un berceau monté sur la face latérale du bras pour recevoir l'arbore de la tarière mise en position de repos. On se reportera d'abord à la figure 1 pour décrire dans son ensemble un type de machine de forage, avant de décrire en détail le dispositif de l'invention. Cette machine comprend un chassis 1, porté par des roues 2, équipé d'une base fixe 3 sur laquelle est monté pivotant autour d'un axe vertical le support 4 d'une flèche 5 ; celle-ci est cl mandée par un vérin 6 dans un mouvement de pivotement autour d'un axe horizontal. La flèche 5 pourrait & re réalisée en une seule pièce. Dans le prisent exemple, elle comprend avantageusement une pièce principale SA articulée sur le support 4 et un bras 6 qui est ar ticulé sur l'extrémité de la pièce principale 5A,autour d'un axe transversal 7, et qui est manoeuvré go'ace à un vérin 8. Ce bras 6 est du type d'une poutre en caisson, creux, à section droite rectangulaire, une face supérieure 9A, une face inférieure 9B, deux faces latérales 9C, 9D. A l'intérieur du bras 6 est montée coulissante une allonge 10 manoeuvrable grâce à un vérin intérieur (non représentée).Cette allonge 6 peut-ttre pourvue à son extré ité libre d'un ensemble 11 de poulies pour le guidage d'un cSble 12 de manoeuvre d'un crochet de levage 13 à l'aide d'un treuil 14; ce dernier est fixé à une semelle 15 prévue sur la face supérieure 9A du bras 6. L'allonge 10 n'est représentée en totalité, en état. d'extension, que sur la floche 5 dressée et dessinée en trait mixte. Dans les positions inclinées et dessinées en trait mixte du bras 6, l'allonge 10 est en état de rétraction, cependant que les poulies 11, le crochet 13, le câble 12 et le treuil 14 ont été démontés . A son extrémité libre, le bras 6 est muni (voir les figures 2 et 3), d'un organe de renforcement 16 comprenant une paroi inférieure 17 appliquée sur la face inférieure et deux parois latérales 18 C, 18 D appliquées respectivement sur la face latérale et et sur la face latérale 9D ; ces parois latérales 18C, 18D sont réunies par des boulons transversaux (non représentés). Ce mode de renforcement de la partie extrême du bras 6 n'est pas obligatoire. Le dispositif que l'on décrira maintenant peut-t.re monté aussi bien sur les faces latérales 9C, 9D du bras que sur les faces extérieures des parois latérales 18C, 18D. Comme on le voit bien sur les figures 2 et 3, le dispo 41tif de'l'invention comprend une chape 19 ayant deux branches parallèles 20, 21 et une traverse 22 qui les réunit ainsi qu'un axe transversal 23. Ce dernier sert au montage de la tette 24 d'une tarière 25. I1 n'est pas nécessaire de décrire en détail cette dernière qui est connue en soi. Elle comprend un arbre cylindrique allongé 26 qui porte une spire 27 d'une vis d'Archimède s'étendant celleà partir de son extrémité libre;/ci est pourvue, en outre, de dents 28. Une zone dégagée 29 existe sur l'arbre 26 après 1 'inter- ruption de la spire 27. Entre la tdte 24 et l'arbre 26 est placé un moteur hydraulique 30 capable d'entratner en rotation la tarière 25.Celle-ci est suspendue à l'axe 23 avec une possibilité d'osciller librement. En position d'utilisation de la tarière 25, les deux branches 20, 21 de la chape 19 sont parallèles aux parois 18C, 18D et, par conséquent, aux faces latérales 9C, 9D du bras 6. La tarière 25 peut donc osciller, autour de l'axe 23, dans le plan longitudinal de symétrie de la chape 19 et du bras 6. Il est préférable que les branches 20,21 contiennent entre elles, partiellement, le bras 6. La branche 20 est réunie à la paroi latérale 18 C par l'intermédiaire d'un pivot 31 qui est supporté le long de cette paroi latérale 18C dans une direction parallèle à la direction longitudinale du bras 6. La branche opposée 21 est réunie à la paroi latérale 18D par l'intermédiaire d'un moyen de verrouillage démontable 32. Tout moyen connu approprié peut-etre adopté. Dans l'exemple décrit ici, il s'agit d'un véritableverrou 32 fixé à l'extrémité de la tige de piston 33 d'un vérin hydraulique 34. Ce dernier est fixé contre la face extérieure de la paroi latérale 18 D ; il permet de commander à distance l'enga- gement ou le dégagement par coulissement du verrou 32.Quand le verrou 32 est fermé, il est engagé dans des douilles alignées 34A qui sont fixées respectivement à la paroi latérale 18 D et à la branche 21 de la chape 19. Dans cet état du verrou, la chape 19 est solidement attachée à l'extrémité du bras 6 , comme on peut le voir - sur les figures 2 et 3. La tarière 25 peut-etre utilisée verticalement avec diverses positions du bras 6 qui peuvent titre choisies à volonté entre l'horizontale (position dessinée en trait plein sur la figure 1), et la verticale (position dessinée en trait mixte sur la figure 1) et toutes positions intermédiaires dont une est dessinée en trait mixte sur la figure 1.On notera en comparant les trois positions dessinées que cet avantage est obtenu grace à la disposition transversale de l'axe 23, autour duquel la tAte de la tarière 25 peut osciller librement, et en raison de l'existence de l'articulation 7 du bras 6. La face latérale 9C du bras 6, c'est à dire la face latéraie du coté de laquelle se trouve aussi le pivot 31 de la chape t9 est pourvue d'un berceau 35 mieux visible sur la figure 4. Ce berceau 35 comprend de préférence deux plaques identiques 36, espacées, disposées perpendiculairement à la face latérale 9C ; ces plaques sont réunies le long de leur bord par des entretoises 37 et elles sont solidement fixées à la face latérale 9C par l'inter rétiaire d'une semelle 38. Les plaques 36 ont un profil choisi pour présenter un logement 39 demi-cylindrique de diamètre égal au diamètre de la zone dégagée 29 de l'arbre 26.En-dessous du logement 39, qui constitue le berceau proprement dit, il est préférable de donner au bord qui limite les plaques 36 un profil tel qu'une rampe inclinée 40 qui se rapproche progressivement du logelent 39, à partir d'un point plus proche du bras 6, et qui est suivie d'une incurvation 41 de raccordement avec le bord extérieur 42 du logement 39. On réalise ainsi un moyen de guidage de la tarière 25 au cours de son déplacement vers le berceau, ainsi qu'on le comprendra mieux plus loin. Au berceau 35 est associé un organe d'immobilisation 43 qui a, de préférence, une partie incurvée 44 et une partie droite 45 de part et d'autre d'une zone montée pivotante autour d'un pivot 46. Ce dernier est disposé, avantageusement, entre les deux plaques 36 et il est attelé à l'extrémité de sa partie droite 45 un vérin hydraulique 47 qui est également placé entre les plaques 36. Les dimensions et le profil de la partie incurvée 44 sont déterminés pour que, lorsque le vérin 47 est en extension, cette partie 44 s'engage entre les plaques 36, pénètre dans le logement 39 jusqu'à rencontrer l'entretoise 37 ; dans cette position le bord extérieur 48 de cette partie 44 s'étend dans le prolongement de l'incurvation 41, au-delà du bord extérieur 42 du logement 39. De cette façon l'accès à ce dernier est rendu impossible et le moyen de guidage comprenant la rampe 40 et l'incurvation 41 est alors prolongée au dessus du logement 39, ainsi qu'on l'a dessiné en trait mixte fin sur la figure 4. L'organe d'immobilisation 43 peut occuper par suite de la rétraction totale du vérin 47, une position extrême opposée à celle dans laquelle il est dessiné en trait plein. Il dégage alors c4mplètexent le logement 39 et il passe à travers une fente 49 prévue dans l'entretoise 37. La rampe 40 n'est plus prolongée à ce moment par l'incurvation 41, pour un corps allongé qui se déplacerait sur cette rampe, mais par le bord extérieur incurvé 48 de la partie 44 de l'organe 43. A la partie supérieure du berceau, au-dessus du logement 39, une plaque 36 est pourvue d'une patte 50 percée d'un trou 51, dont le roule sera expliqué plus loin. Quand on ne souhaite plus utiliser la tarière 35, on se sert du vérin hydraulique 34 pour dégager le verrou 32 des douilles34A ce qui permet le basculement de la chape 19 autour du pivot 31, dans le sens de la flèche Fl indiquée sur la figure 3. Pour que ce mouvement s'accomplisse contre l'effet du poids de la tarière 25, on attache un cible par le trou 51 de la patte 50, et, à l'autre extrémité, on attache ce cible à l'arbre 26 de la tarière. En faisant tourner celle-ci à l'aide du moteur hydraulique 30, on provoque l'enroulement du câble sur l'arbre 26. La chape 19 pivote autour du pivot 31, dans le sens de la floche F, et la tête 24 de la tarière pivote autour de l'axe 23.L'emplacement du berceau 35, le long de la face latérale 9C, par rapport au pivot 31 de la chape 19 est déterminé pour que la zone dégagée 29 de l'arbre 26 rencontre la rampe 40 et glisse le long de celle-ci. Pendant cette opération, l'organe d'immobilisation 43 est en position d'ouverture de sorte que, après la rampe 40, la zone 29 de l'arbre 26 est guidée par la partie. incurvée 48, puis elle franchit l'extrémité libre de cette dernière pour se trouver juste au-dessus du logement 39. Un léger déroulement du câble par une rotation en sens inverse de l'arbre 26 laisse celui-ci descendre dans eon berceau. Une demie course d'extension du vérin 47 permet de mettre l'organe d'immobilisation 43 à une position intermédiaire, dessinée en trait mixte fort, dans laquelle il maintient solidement l'arbre 26 dans le berceau 35. La tarière est alors rangée le long du bras 6 comme dessiné, en trait mixte, sur la figure 1. On remarquera que la tarière 25 ainsi rangée ne gene nullement l'utilisation de la flèche à la façon de la flèche d'une grue. En particulier, il est possible de lever et de baisser l'en- semble de la floche au moyen du vérin 6, de faire sortir ou de rentrer l'allonge 10 et de se servir du treuil 14. Quand on veut utiliser à nouveau la tarière 25, on provoque à l'aide du moteur hydraulique 30, un enroulement supplémentaire du cable autour de l'arbre 26 pour que ce dernier s'élève au-dessus -du logement 39. On provoque l'extension complète du vérin 47 pour fermer complètement l'entrée de ce logement à l'aide de la partie incurvée 44 de l'organe 43. On provoque le déroulement du cible pour laisser descendre la tarière. La zone dégagée 29 de l'arbre 26 glisse alors sur la partie incurvée 48 puis le long de l'incurvation 41 et enfin le long de la rampe 40. On a dessiné sur la figure 4 plusieurs positions successives de l'arbre 26 au cours de sa montée et de sa descente et on a figuré la trajectoire de son centre géométrique, en trait interrompu pour la montée et en 'trait mixte pour la descente. Sous l'action de la pesanteur, la tarière 25 et la chape 19 reprenant presque totalement leur position d'utilisation, par pivotement autour des axes 23 et 31. Il est facile alors de mettre -la chape 19 exactement à sa position et de provoquer à l'aide du vérin 34 la fermeture du verrou 32. Après détachement du cable, la tarière est prête à entre utilisée. Dans l'exemple que l'on a décrit ici, la tarière 25 a une tete 24 qui est munie d'un axe d'oscillation 52, ce qui confère la plus grande souplesse à la machine de sondage. Dans ce cas, cet axe 52 propre à la tête 24 est disposé orthogonalement à l'axe 23 du dispositif de l'invention. De même, dans cet exemple, le dispositif est monté a l'extrémité du bras 6. Cet emplacement n'est pas imposé par 1'invention. Un avantage annexe du dispositif est quwil est monté en tout endroit de la longueur du bras 6. Si on le désire, on pourrait aussi le monter a l'extrémité de l'allonge télescopique 10. REVENDICATIONS 10) Dispositif de montage d'une tarière sur un bras ayant une face supérieure, une face inférieure, deux faces latérales opposées, comprenant une chape avec deux branches parallèles réunies par un axe transversal autour duquel la tête de la tarière est montée avec une possibilité de pivotement, caractérisé en ce que, pendant le fonctionnement de la tarière (25) les branches (20,21) de la chape (19) sont parallèles aux faces latérales (9C, 9D) du bras (6), l'axe transversal (23) est orthogonal à la direction longitudinale du même bras (6), l'une des branches (20) étant réunie à la face latérale (9C) correspondante par l'intermédiaire d'un pivot (31) s'étendant parallèlement à la direction longitudinale du bras (6) cependant que l'autre branche (21) est réunie à la face latérale (9D) correspondante par l'intermédiaire d'un moyen de verrouillage démontable (32), 20) dispositif selon Za revendication 1 caractérisé en ce que le moyen de verrouillage est un organe coulissant attelé à la tige de piston (33) d'un vérin hydraulique (34) fixé à la face latérale correspondante (9D). 3') Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la face latérale (9C) du bras (6) pourvue du pivot (31) est munie d'un berceau (35) apte à recevoir une zone dégagée (29) de l'arbre (26) de la tarière (25) après dégagement du moyen de verrouillage (32), pivotement de la chape (19) autour du pivot (31) et de la tarière (25) autour de l'axe (23) de la chape (19) jusqu'à une position dans laquelle la tarière (25) est rangée le long de la face latérale (9C) du bras (6). 40) Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce qu'un organe d'immobilisation (43) est associé au berceau (35), cet organe étant mobile entre une position dans laquelle il tient l'arbre (26) dans le berceau (35), une position dans laquelle il permet la sortie de l'arbre (26) hors du berceau (35), une position dans laquelle il interdit l'entrée du berceau (35). 50) Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que le berceau (35) comprend deux plaques espacées (36) disposées perpendiculairement à la face latérale (9C) du bras (6), le bord libre de ces plaques étant profilé pour présenter un logement demi-circulaire (39) et pour constituer en-dessous du logement (39) un moyen de guidage de l'arbre (26) pendant le déplacement de celui-ci vers ledit logement (39). 6g) Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce que le moyen de guidage comprend, à partir d'un point plus proche de la face latérale (9C) une rampe (40) suivie d'une incurvation (41) qui se termine sur le bord extérieur (42) du logement (39). 7-) Dispositif selon les revendications 4 et 6 réunies caractérisé en ce que organe d'immobilisation (43) comprend une partie incurvée (44) montée pivotante entre les deux plaques (36) autour d'un pivot (46) disposés entre ces deux plaques, cette partie incurvée (44) ayant un bord extérieur (48) profilé pour s' étendre dans leprolongement de l'incurvation (41) au-delà du bord extérieur (42) du logement (39) quand l'organe d'immobilisation (43) interdit l'entrée du berceau, ce même bord extérieur (48) s'étendant à la suite de la rampe (40) quand l'organe d'immobilisation (43) permet la sortie de l'arbre (26) hors du berceau. 80) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 7 caractérisé en ce qu'une patte (50) servant à l'accrochage d'un câble est fixée à la partie supérieure du berceau (35) audessus du logement (39).