Brevet FR2463258A1 — publié le 19810220

2463t58 - 1 - L'invention concerne une perforatrice roulante destinée au sol et/ou à la roche ou aux ancrages, guidée par affût ou par mât, destinée à servir sur des chantiers ou dans des carrières, par exemple pour forer des trous de mine. Dans les perforatrices connues de ce genre, ou bien un affût relativement courtfavec ou sans magasin à tiges de forage,est retenu de façon mobile sur une flèche (documen- tation WO 26.779.1500 P de Salzgitter Maschinen und Anlagen AG), un tube de prolongement devant être ajouté chaque fois que l'on a foré la longueur de l'affût, ou bien (documen- tations W 275.679.500 A et W 386.678.1000 G de la même Société) un mât est monté de façon articulée sur une plate- forme de véhicule et peut être abaissé grâce à des vérins de soutien. Avec ce dernier mode d'exécution, on peut forer toute la longueur du mât sans prolongement. La longueur du mât dépend du poids total de la machine, car, lorsqu'on se rend d'un point de forage à l'autre avec le mât dressé, il faut que la stabilité de la perforatrice contre le bas- culement soit assurée sur un terrain non plan. En faisant basculer le mât avant le transport, on n'augmente pas la sécurité de déplacement, car le mât dépasserait- notablement le châssis roulant. En outre, il faut que le mât soit très stable, car, en position horizontale ou inclinée, un grand couple de flexion agit sur le mât dans la région des points d'application du soutien, puisqu'il se produit un porte-à-faux important. Les inconvénients de ces machines connues résident, dans le premier mode d'exécution, dans le fait que, par suite de l'adjonction de prolongements lors du forage et du creusement, il se produit des temps morts et que la machine est coûteuse et sujette aux perturbations à cause du dispositif de magasin. Dans le deuxième mode d'exécution, le poids est très grand et, par suite, un prix élevé est inévitable. En outre, la longueur du mât est actuellement limitée à environ 10 à 15 m, donc insuffisante. L'invention a pour but de fournir une perforatrice qui, tout en ayant un poids relativement réduit, permette -2 - une grande profondeur de forage, même sans adjonction de tubes de prolongement, sans nuire à la sécurité de dépla- cement, ni à la stabilité. En outre, grâce au poids réduit, il s'agit d'économiser de l'énergie et de rendre la perfo- ratrice moins coûteuse. Selon l'invention, ce problème est résolu grâce au fait que l'affût ou mât 3 est, d'une part, articulé en 14, à un balancier 4 relié par une articulation 14 à une plateforme de châssis 2 de l'engin porteur 1 et, d'autre part, arti- culé à un étai 5, qui est également relié à la plateforme de châssis 2 par l'intermédiaire d'une articulation 15', d'un chariot 6 pouvant être entraîné par moteur et coulis- ser longitudinalement sur l'affût ou mât 3, et par des articulations 15. Grâce à cette disposition de la suspension, l'affût ou mât 3, complet et prêt à fonctionner, peut être déplacé de façon telle que, de la position verticale à la position horizontale, son centre de gravité M reste tou- jours sensiblement à l'intérieur des arêtes de basculement du châssis roulant. En toute position, l'engin reste prêt à servir. En outre, grâce à l'appui en deux points, la char- ge du mât est semblable à celle d'une poutre sur deux appuis, de sorte que l'on peut utiliser un mât relativement léger. Lors du déplacement d'un point de forage à l'autre, on peut abaisser le mât en une minute et, ainsi, rouler même sur un terrain non plan sans risque de basculement. Le poids de cette disposition, pour une même longueur utile de forage, pourrait représenter environ 1/3 de celui des perforatrices connues. Grâce à cela aussi, il devient possi- ble économiquement de forer à de grandes profondeurs sans prolongement, bien que l'on puisse aussi forer avec prolon- gement tout en conservant les avantages. Selon un mode d'exécution de l'invention, le chariot 6 porte un entrainement autobloquant 7, qui coopère avec une crémaillère ou chaîne 8 prévue sur l'affût ou sur le m.t 3. L'avantage de cette solution est qu'une liaison rigide, comme celle qui est assurée par une chaine et une roue à chaine ou par une crémaillère et un pignon, empêche un patinage, une fois que l'inclinaison est réglée. En outre, la disposition reste légère, car il ne faut qu'un brin de chaîne. Le coulissement du chariot 6 par l'intermédiaire d'une chaîne tournante avec moteur et transmission, montés sur l'affût ou sur le mât 3, serait notablement plus dif- ficile et plus coûteux. Selon un mode d'exécution particulier de l'invention, l'entraînement du chariot 6 est sous la forme d'un vérin à fluide 17, articulé, d'une part, à l'affût ou mât 3 et, d'autre part, au chariot 6. Il est vrai que cette solution est un peu plus lourdemais son avantage est qu'elle est formée d'un élément simple et peut être positionnée de façon très sensible et précise. En outre, la sécurité d'un vérin est très grande et il est insensible à la corrosion et se passe donc d'entretien. Selon un autre mode d'exécution, l'étai 5 est relié par des joints universels 15, 15', d'une part,au chariot 6 et,d'autre part, à la plateforme de châssis 2,et au moins un des pieds de soutien 5' est équipé d'un organe de ré- glage 16 permettant de faire varier la longueur du côté de soutien considéré. Grâce aux joints universels 15, 15t et à l'organe de réglage 16, on peut déplacer l'affût ou mât 3 transversalement à la direction de basculement. Par suite, sur un terrain non plan, s'il se produit une in- clinaison transversale entre le châssis roulant et l'affût ou mât 3, on peut rétablir la position verticale en rac- courcissant ou en allongeant l'organe de réglage 16. Selon un autre mode dlexécution de l'invention, le balancier 4 peut basculer grâce à un vérin à fluide & ar- ticulé d'une part,à la plateforme de châssis 2,et d'autre part,au balancier 4. En faisant basculer le balancier 4 grâce au vérin 8, on peut tantôt rapprocher l'affût ou mât 3 de l'engin porteur 1, par exemple quand le balancier 4 est en position verticale, d'autre part l'éloigner de l'engin porteur 1 dans une mesure correspondant approxi- mativement à la longueur du balancier 4, ce qui est le cas lorsque le balancier 4 est approximativement horizontal. 4 63258 Grâce à cette variation de longueur, on peut tirer un parti optimal de la capacité de charge de l'engin porteur 1. Selon un autre mode d'exécution de l'invention, on peut faire tourner la plateforme de châssis 2 au moins d'environ 900 relativement à l'engin porteur 1, grâce à une couronne d'orientation ou à un maître-pivot. Grâce à cette rotation, on peut abaisser ou faire basculer laffût ou mât 3 transversalement à la direction de marchede sorte que l'on peut aussi, par exemple, forer sur un côté longitudi- nal des chenilles. Selon un autre mode d'exécution particulier de l'in- vention, l'articulation 14t du balancier 4 à l'affût ou mât est disposée sur un chariot 18 pouvant coulisser le long de l'affût ou mât 3 et entre l'affût ou mât 3, d'une part, et le chariot 18, d'autre part, est articulé un vérin à fluide 19. Ce mode dtexécution permet de poser l'affût ou mât 3 sur le solsi cela est nécessaire à une meilleure stabilité de la perforatrice. En effet, ainsi, on peut ob- tenir, même sur un terrain non plan un appui en trois points, ceux-ci étant le pied de ltaffût ou mât, la chenil- le arrière gauche et la chenille arrière droite. L'invention est expliquée ci-après à propos du mode d'exécution représenté par les dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est une élévation latérale de la perfora- trice en position de forage vertical; La figure 2 est une élévation par l'avant de la perforatrice dans la position de forage verticale de la figure 1; La figure 3 est une élévation latérale de la perfo- ratrice, le mât étant en position inclinée; La figure 4 est une élévation latérale de la perfo- ratrice en position de transport ou encore en position de forage horizontal; La figure 5 est une coupe suivant la ligne V-V de la figure 2;. La figure 6 est une élévation latérale partielle ana- logue à la figure 1. - 2463258 La figure 1 montre un chariot inférieur à chenilles servant d'engin porteur 1 et comportant une plateforme de châssis 2, à laquelle est relié à l'avant, par une arti- culation 14, un balancier 4 qui, par l'intermédiaire d'une articulation 14t, retient à cardan le mât 3 dans la partie inférieure. Au lieu du chariot inférieur à chenilles, on peut aussi utiliser une dragline ou un excavateur hydrau- lique, ou une grue ou un engin porteur similaire. L'affût ou mât 3 est sous forme de mât en treillis, les longerons 10 et 10' étant utilisés deux à deux comme guides, ainsi que le montre la figure 5. Sur le guide antérieur 10 est disposé un équipement de forage4avec entraînement de forage 11 et tubes de prolongement 12, 12', ainsi qu'une lunette 13. La perforatrice peut être agencée aussi bien pour le forage rotatif que pour le forage par percussion, en par- ticulier pour les marteaux perforateurs. L'avance et le retour s'effectuent grâce à une chalne d'avance non repré- sentée, avec moteur à réducteur, ou grâce à des câbles et à des treuils à moteur. Le balancier 4 peut basculer d'en- viron 900 vers l'avant,grâce à un vérin à fluide 8. Le balancier 4 et le vérin 8 forment en position de repos un appui stable pour l'affût ou mât 3, de sorte que toutes les forces longitudinales et transversales qui s'appliquent à l'affût ou mât 3, ainsi que les couples agissant autour de l'axe longitudinal, sont absorbés. Au milieu de la plateforme de châssis 2 est articulé,par l'intermédiaire d'une paire d'articulations à cardan 15 un étai 5 muni de pieds de soutien 5' et formé de deux contrefiches qui, réunies à l'articulation à cardan 15t, reçoivent un chariot 6 relié à l'affût ou mât 3, de manière à pouvoir coulisser longitudinalement par glissement. Ce chariot 6 est entraîné par une transmission autobloquante avec moteur 7, par l'in- termédiaire d'une chaîne ou crémaillère 8 fixée à l'affût ou mât 3. Le chariot 6 se trouve, sur les figures 1, 2 et 6, dans une position A o l'affût ou mât 3 est approximative- ment vertical. Ce chariot est entraîné par une transmission autobloquante avec moteur 7, par l'intermédiaire d'une chaXne -6_ ou crémaillère 8 fixée à l'affût ou mât 3, et peut se dé- placer rapidement de la position A à la position C et être arrêté en toute position intermédiaire, de sorte que l'on peut établir et régler avec précision n'importe quelle inclinaison de l'affût ou mât. Par l'intermédiaire du cha- riot 6, de l'articulation à cardan 15t et de l'étai 5, tou- tes les forces et tous les moments agissant dans la partie supérieure de l'affût ou mât 3, transversalement à l'axe longitudinal de l'affût ou mât, sont absorbés. Ainsi, ltaf- fût ou mât 3 forme un support sur deux étais, comportant un appui fixe et un appui libre. Sur la plateforme de châssis 2 est installé un groupe d'alimentation 2', comprenant un moteur servant à entraîner le système hydraulique de bord et la pompe de lavage ou du compresseur. La figure 2 montre 'tétai muni de pieds de soutien 5' et d'un vérin à fluide 16 disposé pour le réglage latéral de l'affût ou mât 3. En modifiant la longueur du vérin 16, on fait pivoter l'étai 5 autour du joint universel 15 et il déplace latéralement l'affût ou mât au point A, autour de l'articulation à cardan 1lit, par l'intermédiaire du joint universel 15t. Cet alignement latéral de l'affût ou mât 3 a seulement pour rôle de compenser les inégalités du sol, lorsque ltengin.porteur n'est pas exactement horizontal. La figure 3 est une élévation latérale analogue à la figure 1, mais sur laquelle le chariot 6 a été déplacé de la position A à la position B, inclinant ainsi à 450 l'affût ou mât 3. Le centre de gravité M est situé à peu près au-dessus du milieu longitudinal de l'engin porteur 1. La figure 4 est également une vue analogue à la figure 3, mais le chariot 6 est passé à la position C, l'affût ou mât 3 est horizontal. Le balancier 4 a basculé d'environ 300 vers l'avant au-delà de l'horizontale. Par le bascule- ment du balancier 4, le mât a été déplacé vers la gauche à peu près de la longueur du balancier, de sorte que le centre de gravité M de l'affût ou mât 3 est à nouveau situé à peu près au milieu longitudinal de l'engin porteur 1, ce -7- qui assure une sécurité maximale contre le basculement, même lors du déplacement. La longueur du balancier 4 peut être adaptée à la longueur de l'affût ou mât et doit re- présenter environ 1/6 à 1/5 de cette longueur. La figure 5 montre les longerons 10 et 10t constituant des guides, les longerons 10 guidant l'équipement de fora- ge. Sur les longerons-10' est guidé le chariot 6, qui peut se déplacer sur la chaine ou crémaillère 8,par ltintermé- diaire de la transmission autobloquante avec moteur 7. Ltaffût ou mât 3 est relié à l'étai 5 de manière à pouvoir tourner et basculer, par l'intermédiaire du chariot 6 et du joint universel ou à cardan 15t. La figure 6 montre une variante, en ce sens que le cha- riot 6 peut se déplacer sur l'affût ou mât 3,grâce à un vérin à fluide 17 fixé, dtune part, au chariot 6, et, d'au- tre part,à l'affût ou mât 3. Par ailleurs, le balancier 4 est relié par l'articu- lation i4t à un chariot 18 pouvant coulisser sur l'affût ou mât 3 et pouvant être déplacé par le vérin à fluide 19, articulé, d'une part, au pied de l'affût ou mât et, d'autre part, au chariot 18. Ce vérin 19 est de grandeur telle qu'il peut à la fois déplacer le poids total de l'affût ou mât 3 et, lorsque l'affût ou mât 3 est posé sur le sol, soulever l'engin porteur 1. En outre, on peut ainsi augmenter le déplacement de l'affût ou mât 3 en position horizontale- relativement à l'engin porteur 1, puisque la course du vérin 19 s'ajoute à la longueur du balancier 4. - 8 - REVENDICATIONS 1.- Perforatrice roulante destinée au sol et/ou à la roche et/ou aux ancrages, guidée par affût ou par mât,. comportant un engin porteur, par exemple un chariot infé- rieur à roues ou à chenilles et un équipement d'affût ou de mât servant à guider et à mouvoir un équipement de forage et/ou de pose d'ancrages et caractérisée par le fait que l'affût ou mât (3) est, d'une part, articulé (14') à un ba- lancier (4) relié par une articulation (14) à une plate- forme de châssis (2) de l'engin porteur (1) et, d'autre part, articulé à un étai (5), qui est également relié à la plateforme de châssis (2) par l'intermédiaire d'une articulation (15') d'un chariot (6) pouvant être entraîné par moteur et coulisser longitudinalement sur l'affût ou mat (3), et par des articulations (15). 2.- Perforatrice selon la revendication 1, caractéri- sée par le fait que le chariot (6) porte un entraînement autobloquant (7), qui coopère avec une crémaillère ou chai- ne (8) prévue sur l'affût ou mât (3). 3.- Perforatrice selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que l'entraînement du chariot (6) est sous la forme d'un vérin à fluide (17), articulé, d'une part, à l'affût ou mât (3) et, d'autre part, au cha- riot (6). 4.- Perforatrice selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que l'étai (5) est relié par des joints universels (15,15'), d'une part, au chariot (6) et, d'autre part, à la plateforme de châssis (2) et qu'au moins un des pieds de soutien (5') est équipé d'un organe de réglage (16) servant à modifier la longueur du côté considéré de l'étai. 5.- Perforatrice selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée par le-fait que le balancier (4) peut basculer sous l'action d'un vérin à fluide (8), articulé, d'une part, à la plataforme de châssis (2) et, d'autre part, au balan- cier (4). 6.- Perforatrice selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que la plateforme de châssis (2) 9- peut être mise en rotation relativement à l'engin porteur, au moins d'environ 90 , grâce à une couronne d'orientation ou à un maitre-pivot. 7.- Perforatrice selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée par le fait que l'articulation (14') du ba- lancier (4), du côté de l'affût ou mât, est disposée sur un chariot (18) pouvant coulisser le long de l'affût ou mât (3) et qu'entre l'affût ou mât (3), d'une part, et le chariot (18), d'autre part, est articulé un vérin à fluide (19).