Brevet FR2547347A1 — publié le 19841214

L'invention concerne le génie minier et a notamment pour objet une machine pour le forage de trous et de puits. I1 est-plus avantageux d'appliquer l'invention dans les travaux miniers réalisés par forage et explosion. L'invention est également applicable aans le génie civil. On connaît une installation foreuse pourvue d'une machine pour le creusement par rotation ou par rotation et nercussion, dans laquelle un rotor et un mécanisme à percussion du type à cames sont mis en action par un même moteur. Dans cette installation, après que l'organe de percussion ait été mis au repos, toute la puissance du moteur est dépensée pour la rotation de l'outil, L'inconvenient de ce mécanisme réside en ce qu'il est impossible de régler séparément les régimes de fonc- tionnement du rotor et du percuteur lors du forage par rotation et percussion, ce qui se traduit par une diminution du rendement et une intensification de l'usure de l'outil en cas de variation des propriétés mécaniques des roches à forer En outre, par suite de leur construction compliquée, il est difficile de concevoir pour ces machines de forage un dispositif permettant de mettre automatiquement au repos l'organe de percussion en l'absence de contact entre l'outil de forage et la roche, ce qui entraîne une usure intense et une diminution de la durée de vie de la machine On connaît aussi une installation de forage équipée d'une machine pour le forage de trous et de puits par rotation et percussion comprenant-un mécanisme de percussion du type à cames et dans laquelle le mécanisme de rotation et le mécanisme de percussion sont ms!nis de moteurs électriques indépendants. Cependant, il arrive souvent que, lors du forage, il faut mettre au repos le mécanisme de percussion et continuer le forage par rotation en augmentant le couple moteur appliqué à l'coutil d'attaque. L'inconvénient de cette machine réside dans la forte diminution de sa puissance et, par conséquent, du rendement pendant le forage par rotation après la mise au repos du moteur du mécanisme de percussion. On s'est done proposé de mettre au point une machine pour le forage de trous et de puits, comprenant des com- mandes indépendantes du mécanisme de rotation et du mécanisme de percussion, dont la conception permettrait d'utiliser simultanément les deux commandes tant pendant le forage par rotation et percussion que pendant le forage par rotation. Le problème est résolu du fait que la machine pour le forage de trous et de puits, comportant un outil d'attaque coopérant avec un mécanisme de rotation et avec un mécanisme de percussion lid chacun à une commande individuelle, est caractérisée, selon l'invention, en ce que la commande du mécanisme de percussion est munie d'un embrayage ayant au moins deux positions dans l'une desquelles ledit embrayage rend solidaire cette commande du mécanisme de percussion, tandis que dans l'autre position il la relie au mécanisme de rotation. Ce mode de réalisation de la machine permet, en fonction de la dureté de la roche à forer, d'effectuer le forage aussi bien par rotation et percussion que seulement par rotation, en utilisant pleinement les deux commandes et, par conséquent, en effectuant le forage avec un haut rendement. Dans la machine pour le forage de trous et de puits, il est avantageux d'utiliser un embrayage exécuté sous forme d'une roue- libre double à rouleaux à double effet. L'emploi d'un tel embrayage permet d'automatiser aisément le changement du régime de fonctionnement de la machine, c'est-à-dire son passage du régime de forage par rotation et percussion au régime de forage par rotation seule, et inversement, car ce changement de régime se fait par inversion de marche de la commande du mécanisme de percussion. Il est également possible d'utiliser un embrayage ayant une troisième position (ou position supplémentaire) dans laquelle la commande du mécanisme de percussion est mise au repos. Dans cette position, le forage se fait par rotation à l'aide de la seule commande du mécanisme de rotation. Ce régime peut être utilisé pour le forage de trous de petit diamètre quand l'outil d'attaque ne permet pas d'utiliser une plus grande puissance de la machine. L:invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la lumiere de la description qui va suivre d'un mode de réalisation donné uniquement à titre d'exemple non limitatif, avec références aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 représente schématiquement une machine pour le forage de trous et de puits, exécutée selon l'invention; - la figure 2 est une vue schématique d'un embrayage exécuté sous forme d'une roue libre double à rouleaux conformément à l'invention. La machine de forage de trous et de puits comprend un mécanisme de rotation constitué par des pignons 1 et 2 figure 1), une commande 3 du mécanisme de rotation, et un mécanisme de percussion composé d'une came 4 et de pignons 5 et 6. La commande 7 du mécanisme de percussion est accouplée au pignon 2 du mécanisme de rotation et au pignon 5 du mécanisme de percussion au moyen d'un embrayage constitué de manchons 8 et 9 et d'un élément d 5 embrayage 10. La rotation et les chocs sont transmis à la queue 11 d'un outil d'attaque 12. L'embrayage peut être execut sous forme d'une roue libre double à rouleaux à double effet Dans ce cas, la commande 7 (figure 2) du mécanisme de percussion est réversible. La machine revendiquée fonctionne de la manière suivante. La commande 7 (figure 1) communique la rotation à l'élément d'embrayage 10. En mettant l'6lEment d'embrayage 10 en position de prise avec le manchon 9, on met en rotation, par l'intermédiaire des pignons 5 et 6, la came 4 qui est mise a lors en mouvement rectiligne alternatif en venant frapper la queue Il Q Lorsqu'on met au repos le mécanisme de percussion, lélément d'embrayage 10 est dégagé du manchon 9 et est mis en prise avec le manchon 8. Alors, la commande 7 du mécanisme de percussion communique un mouvement rotatif supplémentaire à la queue 11, en assurant ainsi un couple moteur plus elevé sur l'outil d'attaque 12. En cas où l'embrayage est exécuté sous forme d'une roue libre double 13 à rouleaux à double effet figure 2) et où la commande 7 du mécanisme de percussion est réversible, la machine revendiquée fonctionne de la manière suivante. La commande 3 (figure 1) met la queue Il en mouvement rotatif par l'intermédiaire des pignons 1 et 2. A l'aide d'une moitié de la roue libre 13 (figure 2), la commande 7 communique le mouvement rotatif par l'intermédiaire des pignons 5 et 6 (figure 1) à la came 4 qui, en effectuant un mouvement rectiligne alternatif, vient frapper la queue 11. En inversant la marche de la commande 7 (figure 2) du mécanisme de percussion à l'aide d'une moitié de la roue libre 13, on met le mécanisme de percussion au repos. En meme temps, cn met en rotation la queue 11 en ayant recours à la deuxieme moitié de la roue libre 13 par l'intermédiaire des pignons 2 (figure 1), en assurant ainsi un couple moteur plus élevé sur celle-ci. Ainsi, la machine permet, en fonction de la dureté des roches à forer, d'effectuer le forage aussi bien en régime de forage par rotation et percussion nu'en régime de forage par rotation, en utilisant completement la puissance des deux commandes. Il en ressort que la machine pour le forage de trous et de puits conforme à l'invention est universelle et peut fonctionner en deux régimes. Lorsque la machine fonctionne au premier régime, elle assure le forage par rotation en transmettant la puissance des deux commandes à l'outil d'attaque. Pendant le fonctionnement au deuxième régime, elle assure le forage par rotation et percussion. Le fait que la machine soit munie de deux commandes individuelles pour le mécanisme de percussion et pour le mécanisme de rotation, donne la possibilité de régler séparément les paramètres de la rotation et de la percussion en choisissant ceux qui sont les plus avantageux pour des propriétés données de la roche à forer. De plus, la commande individuelle du mécanisme de percussion permet d'automatiser aisément la mise au repos de l'organe de percussion lorsque l'outil ne touche pas la roche et d'élever de la sorte la durée de vie de la machine de forage. REVENDICATIONS 1. Machine pour le forage de trous et de puits, com- portant un outil d'attaque (12) coopérant avec un mécanisme de rotation et avec un mécanisme de percussionD liés chacun à sa propre commande individuelle (3,7); caractérisée en ce que la commande (7) du mécanisme de percussion est pourvue d'un embrayage pouvant prendre au moins deux positions, dans l'une desquelles ledit embrayage relie ladite commande (7) au mécanisme de percussion, tandis que dans l'autre position il la relie au mécanisme de rotation. 2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que lWembrayage est exeduté sous forme d3une roue libre double à rouleaux à double effet. 3. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'embrayage est agencé de manière à pouvoir prendre une troisième position, dans laquelle la commande (7) du mécanisme de percussion est mise au repos.