Brevet FR2526091A1 — publié le 19831104

Vérin hydraulique de poussée pour mécanisme de fonçage horizontal. L'invention concerne un vérin hydraulique de poussée pour mécanisme de fonçage horizontal, pouvant être déployé en deux étages télescopiques, dont les chambres de pression déterminant la force de poussée sont en liaison hydraulique constante et dont les surfaces des pistons qui sont soumises au fluide sous pression lors de la poussée sont approximativement aussi importantes pour l'étage télescopique externe que pour l'étage télescopique interne, de manière que la force de poussée des deux étages télescopiques soit approximativement aussi importante. On connaît par le document DE-PS 19 27 870 un vérin hydraulique de poussée à un étage destiné à un mécanisme de fonçage horizontal. Ce vérin de poussée comprend une allonge mécanique qui peut être fixée mécaniquement au vérin interne au moyen d'une coquille. L'importante surface du piston du vérin interne qui est soumise à l'action du fluide sous pression est toujours disponible pour la course de travail, et on dispose donc d'une forte force de poussée. La sortie de l'allonge hors du vérin interne s'effectue par rétraction répétée du vérin interne après avoir retiré la coquille, puis par le déploiement du vérin interne alors que la coquille est fermée. Lors de la rétraction de l'allonge, il faut que le vérin interne soit déployé puis rétracté deux fois, en ouvrant et en fermant alternativement deux fois la coquille. Comme il faut alors remplir de façon répétée la chambre cylindrique de grand volume située au-dessous du gros piston du vérin interne, ce procédé demande Deaucoup de temps. On connait en outre par le document DE-GM 19 23 014 un étançon hydraulique a deux étages. Dans cet étançon, une tige de piston se dressant axialement est disposée sur le piston de l'étage télescopique externe, tige qui traverse le piston de l'etage télescopique interne et supporte à son extrémité supérieure un piston auxiliaire monté dans la chambre cylindrique de l'é@age télescopique interne. Les chambres cylindriques des de étages télescopiques qui peuvent être déployés et de l'étançon externe muni du raccord de commande sont en liaison hydraulique constante par l'intermédiaire d'alésages pratiqués dans la tige du piston, le piston auxiliaire et le piston de l'étage téles- copique externe.L'ensemble est pr@vu pour que la surface active des deux étages télescopiques soit sensiblement de meme importance de manière due 1 étançon ait une force portante au moins @pp@@@imative@@@t aussi importante pour les deux étages L'objet de l'invention est @'éliminer le procédé utili sant le vérin @e poussée X a7n seul tuage et à allonge, dont la mise en oeuvre demande du temps, et de perfectionner l'étançon à deux étages de manière qu'il puisse être utilisé pour un mécanisme de fonçage @orizontal. Selon l'invention, ce problème es-t résolu du fait que les organes de fixation qui sont disposés sur le fond ou cylindre externe et aulr la tête de la Lige de l'étage télescopique interne sont de constitution symétrique l'un par rapport à l'autre et du fait que sont prévues des canalisations d'amenée de fluide sous pression pour la rétraction active des deux étages télescopiques. Selon l'invention, les organes de fixation comprennent respectivement une articulation en forme de demi-sphère dont la mobilité est limitée dans toutes les directions et qui est reliée1 de façon à résister à la traction par un boulon à un sabot dans lequel est formée la cuvette de l'articulation.Avantageusement, le déplacement axial du boulon est rendu impossible par des manchons de serrage ou analogues, et l'axe longitudinal du boulon est approximativement perpendiculaire à l'axe longitudinal du vérin de poussé. Selon d'autres caractéristiques de l'invention, le sabot dans lequel est constituée la cuvette de l'articula- tion comprend deux supports munis d'alésages formant coussinets et destinés à recevoir les parties terminales du boulon, alors que l'articulation en forme de demi-sphère comprend un alésage de réception dont l'axe longitudinal est perpendiculaire à l'axe longitudinal du vérin de poussée, en vue de recevoir avec un certain jeu la partie centrale du boulon. Avantageusement, la plaque de base du sabot comprend des alésages de fixation destinés a la fixation du vérin hydraulique de poussée sur le mécanisme de fonçage horizontal. Grâce au mode de réalisation selon l'invention des organes de fixation mécaniques et de la possibilité de pouvoir rétracter activement les deux étages télescopiques, on obtient un vérin hydraulique de poussée qui est particulièrement bien adapté au mécanisme de fonçage horizontal. Selon une forme de réalisation particulièrement avantageuse de l'invention, une tige de piston est fixée au piston de l'étage télescopique externe, cette tige traver sant de façon étanche le piston annulaire de l'étage téles copique interne, et comprenant un piston auxiliaire monté dans la chambre cylindrique de l'étage télescopique interne. Selon l'invention, le cylindre externe comprend dans sa partie supérieure un alésage de raccordement destiné à la rétraction active des deux étages télescopiques, et les chambres annulaires situées entre le vérin externe et l'étage télescopique externe et entre le piston auxiliaire et le piston annulaire de l'étage télescopique interne sont en liaison hydraulique constante par l'intermédiaire d'alé sages de liaison. Ainsi, il suffit pour la rétraction active des deux étages télescopiques d'un unique raccord pour le fluide sous pression. Une autre forme de réalisation de l'invention se carac térise du fait qu'une tige de piston est montée sur le piston de l'étage télescopique externe mais n'est pas reliée à ce piston, cette tige traversant de façon étanche le piston annulaire de l'étage télescopique interne et comprenant un piston auxiliaire monté dans la chambre cylindrique de l'étage télescopique interne.Aussi bien la chambre annulaire comprise entre le piston auxiliaire et le piston annulaire de l'étage télescopique interne que la chambre annulaire additionnelle dlsposée entre les étages telescopiques externe et interne sont reliées par des alésages pratiqués dans la paroi de l'étage télescopique interne a un alésage pour fluide sous pression constitue dans la tête de la tige de l'étage télescopique interne.La cnamrire annulaire comprise entre le cylindre externe et l'ét-lge télescopique externe peut être alimentée en fluide sous pression par l'intermédiaire d'un alésage de raccordement dans la partie supérieure du cylindre externes ce qui fait aue les deux étages télescopiques peuvent être rétractés de façon active et séparément. Deux exemples de realisation du vérin hydraulique de poussée selon l'invention et destiné à un mécanisme de fonçage horizontal sont maintenant expliqués plus en détail à l'aide des dessins ci-annexés dans lesquels: la figure 1 représente une coupe d'un vérin hydraulique de poussée selon l'invention et destiné à un mécanisme de fonçage horizontal, la figure 2 est une vue de côté des organes de fixation selon l'invention, la figure 3 est une coupe des organes de fixation selon l'invention, selon la ligne A-A de la figure 1, la figure 4 représente en coupe un second mode de réalisation d'un vérin hydraulique de poussée pour mécanisme de fonçage horizontal. Comme on peut le voir en particulier à la figure 1, le vérin hydraulique de poussée 15 selon l'invention comprend un cylindre externe 2 dans lequel peut se déplacer un étage télescopique externe 6. Dans l'étage télescopique externe 6 est monté un étage télescopique interne 4 qui est étalement mobile. Une tige de piston 18 est montée sur le piston 17 de l'étage télescopique externe 6, elle traverse de façon mobile le piston annulaire 19 de l'étage télescopique interne 4 et elle supporte à son extrémité superieure un piston auxiliaire 21 qui peut se déplacer dans une chambre cylindrique 20 de l'étage télescopique interne 4. Toutes les surfaces de contact des parties qui glissent les unes sur les autres sont munies de garnitures 29. La chambre de pression 30 située au-de3sous 1 liston 17 de l'étage télescopique externe 6 est en liaison hydraulique constante par des alésages de traversée 31 avec la chambre cylindrique annulaire 32 située au-dessous du piston annulaire 19 de l'étage télescopique interne 4. L'amenée du fluide sous pression dans la chambre de pression 30 s'effectue par l'intermédiaire d'un alésage d'amenée 33 pratiqué dans la partie inférieure du cylindre externe 2. Dans la partie supérieure du cylindre externe 2 est prévu un alésage de raccordement 22 qui débouche dans une chambre annulaire 23 située entre le cylindre externe 2 et l'étage télescopique externe 6. La chambre annulaire 24 située entre le piston auxiliaire 21 et le piston annulaire l9 et la chambre annulaire additionnelle 26 située entre les étages télescopiques interne et externe 4 et 6 sont reliées hydrauliquement l'une à l'autre et à un alésage 28 destiné au fluide sous pression et constitué dans la plaque de tete 34 de l'étage télescopique interne 4 par l'intermé- daire d'alésages 27 pratiqués dans la paroi de l'étage télescopique interne 4. Aussi bien la plaque de tête 34 de l'étage télescopique interne 4 que le fond 1 du cylindre externe 2 sont disposés symétriquement par rapport aux organes de fixation 5 qui servent à fixer de façon fiable le vérin hydraulique de poussée 15 sur le mécanisme de fonçage horizontal (non représenté). Comme représenté à la figure 1 et également en particulier aux figures 2 et 3, les organes de fixation 5 sont constitué par un élément de raccord 35 soudé sur la plaque de tête 34 ou sur le fond 1 du cylindre, et qui comprend une articulation en forme de demi-sphère 7 à laquelle un sabot 9 formant une cuvette pour l'articulation est raccorde de manière à pouvoir se déplacer de façon limitée dans toutes les directions et à résister à la traction au moyen d'un boulon 8.Le sabot 9 comprend deux supports il formés par des alésages formant coussinets 12 et destinés à recevoir le boulon 8 qui traverse simultanément avec un certain jeu l'al@sag@ @@ réception 16 de l'articulation forme de demi-sphère 7. te boulon 8 dont l'axe longitudinal est approximativement perpendiculaire à l'axe longitudinal du vérin de ooussee est retenu de L-an-ere à ne pouvoir se déplacer axialement par des @oupilles 10.La plaque de base 3 du sabot comprend des alésages de fixation 14 servant a sa fixation du vérin hydraulique de poussée 15 sur le mécanisme de fonçage horizontal, par exemple au moyen de vis.Les importantes forces de compression qui sont crées lors de la poussée sont transmises par l'intermédiaire de la gra@de sur@ace prévue entre l'articu lation en forme de dem@@@phère 7 @@ la cuvette à articula- tion du sabot 9; seules les forces de traction relativement réduites qui sont crée- @@rs de la rétraction des deux étages télescopiques 4, @ du vérin hydraulique de poussée 15 doivent etre abso@@ées par les ovulons 8 des organes de fixation 5. Le mode de fonctionnement du vérin hydraulique de poussée 15 est le suivant: Lors du déploiement du vérin de poussée 15, le fluide sous pression est envoyé dans la chambre de pression 30 par l'intermédiaire de l'alésage d'amenée 33. Simultanément, les chambes annulaires 23, 24 et a chambre annulaire additionnelle 26 sont reliées à la conduite de retour par l'intermédiaire de l'alésage à fluide sous pression 28 et de l'alésage de raccordement 22. Le fluide sous pression passe de la chambre de pression 30 à la chambre cylindrique annulaire 32 et à la chambre cylindrique 20 par l'intermédiaire des alésages de passage 31. La surface Al située sous le piston 17 de l'étage télescopique externe 6 est légèrement plus importante que la somme des surfaces (A2 + A3) situées sous le piston annulaire 19 et sur le piston auxiliaire 21, ce qui fait que c'est d'abord l'étage télescopique externe 6 qui se déploie, puis l'étage télescopique interne 4. Du fait que la surface A1 est pratiquement égale à la somme des surfaces A2 + A3, la force de poussée reste pratiquement la même pendant toute la course de sortie des deux étages télescopiques.Pour rétracter les deux étages télescopiques dans le cylindre externe 2, on envoie le fluide sous pression dans la chambre annulaire 24 et dans la chambre annulaire additionnelle 26 par l'intermédiaire des alésages 27 et de l'alésage pour fluide sous pression 28, de même que dans la chambre annulaire 23 par l'intermédiaire de l'alésage de raccordement 22, alors que l'alésage d'amenée 33 destiné à la chambre de pression 30 est raccordé à la conduite de retour, ce qui fait que les deux étages télescopiques peuvent être rétractés selon une séquence quelconque. Le vérin hydraulique de poussée 15 selon la figure 4 se différencie de celui de la figure 1 simplement du fait que la tige de piston 18 est reliée de façon fixe au piston 17 de l'étage télescopique externe 6 et que les chambres annulaires 23, 24 situées entre le cylindre externe et l'étage télescopique externe 6 ainsi qu'entre le piston annulaire 19 et le piston auxiliaire 21 sont reliées l'une à l'autre par des alésages de liaison 25. Pour la rétraction des deux étages télescopiques, il suffit alors d'un unique raccord pour fluide sous pression, soit l'alésage de raccordement 22 prévu dans la partie supérieure du cylindre externe 2, et la chambre annulaire additionnelle 26 située entre les étages télescopiques externe et interne 6, 4 devient superflue. On peut choisir la séquence selon laquelle les deux étages télescopiques doivent être rétractés en sélectionnant des surfaces annulaires légèrement différentes pour les deux chambres annulaires 23, 24. Dans un but de clarté, les deux étages télescopiques sont représentés partiellement déployés aux figures 1 et 4, mais cette position du mécanisme n'existe pas dans la pratique. REVENDICATIONS 1. 7érin hydraulique de poussée pour mécanisme de fonçage horizontal, pouvant- etre déployé en deux étages téleScQiques, aont les chambres de pression déterm@nant la force de poussée sont en liaison hydraulique constante et dont les surfaces des pistons qui sont soumises au fluide sous pression lors de la poussée sont approximativement aussi importantes pour stage télescopique externe que pour l'étage télescopique interne, de manière que la force de poussée des deux étages télescopiques soit approximativement aussi importante, caractérisé en ce que les organes de fixation (5) qui sont disposés sur le fond (1) du cylindre externe (2) et sur la tête (3) de la tige de l'étage télescopique interne (4) sont de constitution symétrique l'un par rapport à l'autre,et en ce que sont prévues des canalisations d'amenée de fluide sous pression pour la rétraction active des deux étages télescopiques (4, 6). 2. Vérin hydraulique de poussee selon la revendication 1, caractérisé en ce que les organes de fixation (5) comprennent respectivement une articulation en forme de demisphère (7) dont la-mobilité est limitée dans toutes les directions et qui est reliée,de façon à résister à la traction par un boulon (8) à un sabot (9) dans lequel est formée la cuvette de l'articulation. 3. Vérin hydraulique de poussée selon la revendication 2, caractérisé en ce que le déplacement axial du boulon (8) est rendu impossible par des toupilles (10) ou analogues. 4. Vérin hydraulique de poussée selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'axe longitudinal du boulon (8) est approximativement perpendiculaire à l'axe longitudinal du vérin de poussée. 5. Vérin hydraulique de poussée selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le sabot (9) dans lequel est constituée la cuvette de l'articulation comprend deux supports (ll) munis d'alésages formant coussinets (12) et destinés à recevoir les partes terminales du boulon (8). 6. Cylindre hydraulique de poussée selon l'une yuelconque des revendications l à 5, caractérisé en ce que la plaque de base (13) du sabot (9) comprend des alésages de fixation (14) destinés à la fixation du vérin hydraulique de poussée (15) sur le mécanisme de fonçage horizontal. 7. Vérin hydraulique de poussée selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'articulation en forme de demisphère (7) comprend un alésage de réception (16) dont l'axe longitudinal est perpendiculaire à l'axe longitudinal du vérin de poussée. 8. Vérin hydraulique de poussée selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'alésage de réception (16) reçoit avec un certain jeu la partie centrale du boulon (8). 9. Vérin hydraulique de poussée selon la revendication l et l'une quelconque des revendications suivantes, caractérisé en ce qu'une tige de piston (18) est fixée au piston (17) de l'étage télescopique externe (6) et est reliée a ce piston, cette tige traversant de façon étanche le piston annulaire (19) de l'étage télescopique interne (4) et comprenant un piston auxiliaire (21) monte dans la chambre cylindrique (20) de l'étage télescopique interne (4), en ce que le cylindre externe (2) comprend dans sa partie supérieure un alésage de raccordement (22) destiné à la rétraction active des deux étages télescopiques (4, 6) et en ce que les chambres annulaires (23, 24) situees entre le cylindre externe (2) et l'étage télescopique externe (6) et entre le piston auxiliaire (21) et le piston annulaire (19) de l'étage télescopique interne (4) sont en liaison hydraulique constante par l'intermédiaire d'alésages de liaison (25). 10. Vérin hydraulique de poussée selon la revendication l et l'une quelconque des revendications 2 à 8 , carac térisé en ce qu'une tige de piston (18) est montée sur le piston (17) de l'étage télescopique externe (6) sans être reliée à ce piston (17), tige qui traverse de façon étanche le piston annulaire (19) de l'étage télescopiue interne (4) et porte un piston auxiliaire f2l) monté dans la chambre cylindrique (20) de l'étage télescopique interne (4), la chambre annulaire (24) comprise entre le piston auxiliaire (21) @@ le piston a@@ulaire (19) de l'étage télescopique interne (4) @@@si qu'une chambre annulaire additionnelle (26) disposée ent@e les étages télescopiques externe et interne (6, 4) étant re@iées par des alésages t27) pratiqués dans la paroi a l'étage télescopique interne ne (4) à un alésa@e pour @@@@@ @@@us pression (28) cons@@- tué dans la tête (@) de l@ t@@@ l'étage télescopique interne (4), et en ce que le cylindre externe (2) comprend dans sa partie supérieure un a@@@age de raccordement (22) destiné à l'amenée de fluide @@@@ pression dans la chambre annulaire (23) consti@@ée entre le cylindre externe (2) et l'étage télesc@pique exte@@e (6),