Brevet FR2462548A1 — publié le 19810213

anareil de La présente invention concerne un/torage hydraulique,notamment une foreuse de roches qui comprend un corps,un cylindre placé dans le corps,et un piston de percussion coulissant alternativement dans le cylindre,un outil relié au corps,un moteur d'entraînement en rotation de l'outil,une valve de commande de l'énergie de percussion,une valve de commande de la vitesse de rotation du mo- teur,une valve de lavage qui est actionnée hydrauliquement,une pompe hydraulique et des canaux hydrauliques qui forment un circuit de percussion et un circuit d'entraînement en rotation qui sont branchés en parallèle par rapport à la pompe hydraulique,un circuit de valve de lavage qui est commandé par le circuit de percussion,et un circuit de libre circulation de la pompe hydraulique qui est branché en parallèle avec le circuit de percussion par rapport à la pompe hydraulique,lesdits circuits étant reliés à cette pompe hydraulique. Un dispositif de forage hydraulique de roches a été décrit dans la demande de brevet finlandais 752.135,et dans ce dispositif, Les valves de commande de l'énergie de percussion et de la vitesse de rotation sont placées dans le panneau de commande qui est séparé de l'appareil de forage proprement dit. En outre,l'appareil de percussion et le moteur d'entraînement en rotation comportent des circuits hydrauliques séparés. L'énergie maximale de percussion est réglée à l'aide d'une soupape de sûretée branchée dans le circuit hydraulique du mécanisme de percussion, tandis que l'énergie maximale d'entraînement en rotation est réglée à l'aide d'une soupape de sécurité branchée dans le circuit hydraulique du mécanisme de percussion.Du fait qu'il est prévu deux circuits hydrauliques sépa- rés et du fait que les valves sont placées dans un panneau de commande séparé. Les systèmes hydrauliques de commande de cette machine de forage de type connu sont compliqués et nécessitent un grand nombre de tuyaux flexibles,ce qui ne peut pas être toléré par exemple pour des outils portatifs. Du fait que l'énergie de percussion et la vitesse de rotation sont commandées indépendamment on ne peut pas les régler simultanément. Lorsque le forage est effectué à l'aide d'une perforatrice portative ou bien d'un marteau perforateur,il est important que l'énergie de percussion et la vitesse de rotation soient réglées d'une certaine manière l'une en fonction de l'autre afin de réaliser le forage correct du trou. En outre,il est important que la valve de lavage soit amenée dans une condition d'ouverture avant que le mécanisme de percussion commence à travailler. Par exemple,dans des mines de charbonles opérations ne doivent pas être inversées. D'autre part,de tels appareils de forage de types connus (perforatrices manuelles),dans lesquels la valve de commande est incorporée à l'outil,sont tous pneumatiques. Dans ces appa- reils,l'outil de forage est entraîné en rotation à l'aide de barres mécaniques,c'est-à-dire que,en d'autres termes,le mouvement de rotation est engendré par le mouvement du piston de percussion. Du fait de l'existence du mécanisme à barres,la vitesse de rotation ne peut pas être réglée,par exemple en fonction de différents types de roches. L'invention a pour objet de fournir un appareil de forage hydraulique du type mentionné ci-dessus,dans lequel les éléments de réglage de l'énergie de percussion et de la vitesse de rotation peuvent être commandés simultanément également lorsqu'on utilise des perforatrices manuelles et dans lequel la vitesse de rotation peut être réglée à une valeur normalisée désirée qui reste constante dans une large zone indépendamment de la résistance à la rotation. Conformément à la présente invention,on prévoit un appareil de forage hydraulique,notamment&%reuse de roches,comprenant un corps,un cylindre placé dans le corps et un piston de percussion coulissant alternativement dans le cylindre,un outil relié au corps, un moteur d'entraInement en rotation de l'outil,une valve de com- mande de l'énergie de percussion,une valve de commande de la vitesse du moteur,les deux valves de commande étant actionnées de façon interdépendante à l'aide d'un levier,une valve de lavage actionnée hydrauliquement,une pompe hydraulique et des canaux hydrauliques qui formentun circuit de percussion et un circuit d'entraînement en rotation qui est branché en parallèle au circuit de percussion par rapport à la pompe hydraulique,un circuit de valve de lavage qui est commandé par le circuit de percussion et un circuit de libre circulation pour la pompe hydraulique,qui est branché en parallèle au circuit de percussion par rapport à la pompe hydraulique,lesdits circuits étant reliés à ladite pompe hydrauliquedons lequel les valves de commande sont dans le corps du mécanisme de percussionet la valve dans le circuit d'entraîne- ment en rotation, servant à commander le débit,est une soupape de commande d'écoulement à compensation de pression avec une comman- de d'étranglement. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence,dans la suite de la description,donnée à titre d'exemple non limitatif,en référence au dessin unique annexé qui représente schématiquement,en coupe longitudinale,un mode de réalisation de l'appareil de forage selon l'invention et ses circuits hydrauliques. L'appareil de forage comprend un corps l,dans lequel il est prévu un cylindre 2 o coulisse alternativement un piston de percussion 3. Le corps 1 est relié à un outil 4 qui est sollicité, d'un côté,par le piston de percussion 3 et, de l'autre côté,par le moteur d'entraînement en rotation 5. La transmission d'énergie du moteur à l'outil 4 s'effectue, comme indiqué schématiquement sur la figure,par l'intermédiaire de pignons 13 et 14. L'énergie de percussion du piston 3 est commandée par une valve de commande 6, comme cela va être précisé dans la suite. La pompe hydraulique 7 fournit de l'huile au circuit de percussion 8 et au circuit d'entraînement en rotation 9,'qui est branché en parallèle au circuit de percussion. Le circuit de lavage 12 comprend une valve de lavage 11 qui est commandée par le circuit de percussion 8. La valve de commande 6 de l'énergie de percussion est reliée au circuit de libre circulation 81 de la pompe hydraulique 7 et, en outre,à la valve de commande de vitesse de rotation 10, de manière qu'elles puissent être actionnées de façon interdépendante à l'aide d'un levier de commande. Le fonctionnement du piston 3 et de la valve distributrice 15 a été décrit dans le brevet finlandais n'50.940. Dans la présente invention,une unité comprenant des valves de commande 6, 10 est assujettie sur le corps de l'appareil de forage proprement dit,de façon que l'énergie de percussion et la vitesse de rotation puissent être commandées de façon interdépendan- te à l'aide d'un levier de commande en cours de travail,même avec des perforatrices manuelles. L'interdépendance des valves de commande 6 et 10 est établie de la manière suivante. Pendant que la valve de commande 6 se trouve dans la première position 61,le circuit de libre circulation 81 de la pompe est complètement ouvert, et le circuit d'entraînement en rotation 9 est fermé. Le piston de percussion 3 et le moteur d'entraînement en rotation 5 ne fonc- tionnent pas. Pendant que la valve de commande 6 se trouve dans la seconde position 62,le circuit-de libre circulation 81 est étranglé, de sorte que la pression dans le circuit hydraulique 8 augmente suffisamment pour ouvrir la valve de lavage ll.Le piston de percus- sion 3 et le moteur d'entraînement en rotation 5 ne fonctionnent pas encore. Pendant que la valve de commande 6 se trouve dans la troi- sième position 63,le circuit de libre circulation 81 est étranglé,de sorte que la pression régnant dans le circuit de percussion 8 atteint une valeur prédéterminée qui amorce le mouvement du piston de percussion 3. Simultanémentle circuit hydraulique 9 du moteur d'entraînement en rotation 5 est ouvert par la valve de commande 10 de sorte que le débit passant dans ce circuit augmente suffisamment pour faire démarrer le moteur 5. Pendant que la valve de commande 6 se trouve dans la quatrième position 64, 246.2548 le circuit de libre circulation 81 est complètement fermé. Simultané- mentl'étranglement du circuit d'entraînement en rotation 9 est ouvert jusqu'à sa valeur maximale prédéterminée, ce qui signifie que le débit atteint sa valeur maximale. Maintenant,l'énergie de percussion et la vitesse de rotation atteignent leur maximum. Entre la troisième et la quatrième position de la valve de commande 6,l'énerQie de percussion et la vitesse de rotation peuvent être réglées entre la limite d'énergie correspondant au démarrage et le maximum. La valve de commande de vitesse de rotation 10 est une valve de commande d'écoulement à compensation de pression,qui permet par exemple de régler la vitesse du moteur d'entra2nement en rotation à une valeur maximale désirée. Par comparaison à une commande opérant seulement par étrangle- mentla valve de commande d'écoulement à compensation de pression procure l'avantage que la vitesse de rotation est indépendante, dans une large plage,de la résistance à la rotation,ce qui signifie que la vitesse de rotation reste constante. REVENDICATIONS l.Appareil de forage hydraulique,notamment foreuse de roches,comprenant un corps (l),un cylindre (2) placé dans le corps et un piston de percussion (3) coulissant alternativement dans le cylindre,un outil (4) relié au corps,un moteur (5) d'entraînement en rotation de l'outil,une valve de commande (6) de l'énergie de percussion,une valve de commande (10) de la vitesse du moteur (5), les deux valves de commande (6,10) étant actionnées de façon interdépendante à l'aide d'un levier,une valve de lavage (11) actionnée hydrauliquement,une pompe hydraulique (7) et des canaux hydrauliques qui forment un circuit de percussion (8),et un circuit d'entraînement en rotation (9) qui est branché en parallèle au circuit de percussion par rapport à la pompe hydraulique,un cir- cuit de valve de lavage (12) qui est commandé par le circuit de percussion (8) et un circuit (81) de libre circulation pour la pompe hydraulique,qui est branché en parallèle au circuit de percussion par rapport à la pompe hydraulique,lesdits circuits étant reliés à lalite pompe hydraulique (7),caractérisé en ce que les valves de commande (6,10) sont dans le corps du mécanisme de percussion et en ce que la valve (10) dans le circuit d'entraînement en rotation (9) servant à commander le débit est une soupape de commande d'écoulement à compensation de pression avec une commande d'étranglement. 2.Appareil de forage hydraulique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'énergie de percussion est commandée par une valve d'étranglement réglable branchée dans le circuit de libre circulation (81) de la pompe hydrauliqué,ladite valve pouvant être également complètement ouverte ou fermée,en ce que,pendant que la valve de commande d'énergie de percussion (6) se trouve dans la première position (61),1e circuit de libre circulation (81)de la pompe hydraulique est complètement ouvert,alors que le circuit d'entraînement en rotation (9) est fermé,en ce que, quand la valve de commande (6) se trouve dans la seconde position (62),il se produit une augmentation de pression dans le circuit de percussion (8) jusqu'à une première valeur prédéterminée par étranglement du circuit de libre circulation (81)de la pompe hydraulique,afin que la pression régnant dans le circuit hydraulique (8)du piston de percussion augmente suffisamme t pour provoquer l'ouverture de la valve de lavage (11),en ce que,pendant que la valve de commande (6) se trouve dans la troisième position (63),1e circuit de libre circulation(81)de la pompe hydraulique est étranglé davantage,de ma- nière que la pression régnant dans le circuit de percussion (8) atteigne une autre valeur prédéterminée qui amorce la course du pis- ton (3),tandis que,simultanément,le circuit hydraulique (9) du moteur d'entraînement en rotation (5) est ouvert par la valve de commande (10), de façon que le débit passant dans ce circuit augmente à une valeur provoquant l'enclenchement du moteur en rotation/et en ce que,pendant que ladite valve de commande (6) se trouve dans la quatrième position (64),1e circuit de libre circulation (81)de la pompe hydraulique est complètement fermé,tandis que,simultanément, l'étranglement dans le circuit d'entraînement en rotation (9) est ouvert jusqu'à sa valeur maximale prédéterminée.