Brevet FR2620768A1 — publié le 19890324

La présente invention a pour objet une machine or ie creusement de tunnels et de galerles constituée par une virole cylindrique dont le diametre est sensiblement ol X celui du tunnel a forer, une tete de coupe placée a l'extrémité avant de la virole et constituée par un element plateau circulaire ou étoile portant des outils d'abattage et/ou des molette de concassage, un mécanisme de support et d'entraînement de la tette de coupe permettant de la faire tourner autour de son axe et des vèrins de poussée placés o la périphérie de la virole a l'intérieur de celle-ci le me@anisme de support et d entraînement de la tête de coupe, les vérins de poussée et éventuellement d'autres équ@pements, tels qu un érecteur de vousso@@s, étant montés sur une structurs support solidaire de la virole. Les machines de ce type peuvent en outre comporter une cloison transversale disposée a l'arrière de la tête de coupe, a une certaine distancie de celle-ci s et délimitant avec elle une chambre de forage isolee de manière étanche de l'intérieur de la virole et des moyens pour amener de l'air, de l'eau ou de la boue sous pression dans ladite chambre et pour évacuer la boue et/ou les déblais hors de celle-ci. Actuellement, pour creuser plusieurs tunnels de diamètres nettement différents, on utilise plusieurs machines dont chacune comporte tout l'équipement indiqué ci-dessus. Cette solution est onéreuse et le but de l'invention est de permettre l'utilisation d'un même équipement de base sur des machines de diamètres différents. La machine objet de la présente invention et caractérisée en ce que la tête de coupe est formee d un élement centrai dont le diamètre correspond au dlamètre du pi us petit tunnel à forer et qui est conçu pour recevoir sur sa périphérie un OU plusieurs éléments additionnels munis d outils de coupe, et en ce que la structure support est conçue pour être logée dans une virole dont le diamètre correspond au diametre du plus petit tunnel à forer et est aute a recevo@@ des pièces d'espacement permettant de la f@ ,er à 1 intérieur de viroles de plus grands diamètes, coa ialement à celles-ci. Avantageusement, on prévoi era sur la structure support le- emplacements pour le nombre de moteurs necessaireç a l entrainement de la téte de coupe pour le percement de tels de diametre maximum, certains de ces emplacements étant inoccupés et éventuellement obturés dans les machines de plus petits diamètres. Le pièces d'espacement placées dans la partie arrière de la virole seront conçues pour permettre la mise en place des vérins de poussée en nombre convenable, ces vérins étant fixés de manière amovible sur la virole et exerçant leur poussée soit sur la structure support (machines de petit diamètre) soit sur les pièces d'espacement (machines de diamètres supérieurs) Dans le cas où la machine comporte une cloison transversale isolant l'espace situé à l'arrière de la tête de coupe de l'intérieur de la virole, cette cloison comportera une partie centrale, de diamètre minimum, et un ou plusieurs anneau@ correspondant aux différents diamètres des tunnei a forer ces anneaux se raccordant de manière étanche à la partie centrale de la cloison et a la virole. La structure support pourra être en plusieurs parties fixées individuellement sur la virole. L invention permet de réaliser plusieurs machines pour le percement de tunnels de diamètres différents en conservant 1 ensemble d'entrainement de la tête de coupe, et notamment les roulements, les pignons et les joints d'étanchéité, la structure support, la partie centrale de la tete de coupe et é-er.tueliement de la cloison. IL est en outre possible, en choisissant dans certaines limites le rapport Du mettre minimum Diametre ma > i,num, la longueur des voussoirs et le rapport des vitesses d'excavation, de conserver 1 érecteur de voussoirs et le système hydraulique serant å la mise en pression de la chambre de forage et å l'évacuation des déblais. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et se réfère aux dessins l'accompagnant qui montrent, a titre d'exemple non limitatif, une forme de mise en oeuvre de l'invention. Sur ces dessins La figure 1 est une coupe verticale, par un plan diamétral, d'une machine pour le creusement d'un tunnel de diamètre minimum La figure 2 est une vue analogue de la machine modifiée pour le creusement d'un tunnel de plus grand diamètre ; et La figure 3 montre. sur sa moitié droite. une dem@-vue en coupe transversale de la machine de la figure 1 et, sur sa moit@e gauche. une dem@-vue en coupe transver@ale de la macnlne de la figure 2. La machine représentèe sur la figure 1 est constituée oar- une virole cylindrique 10 munie à l'avant d'une tête de coupe 12 formée d'un plateau circulaire portant les outils d abattage. Ce plateau est solidaire d'une couronne 14 montée rotative. nar 1 intermédiaire de roulements 16, sur une structure de support annulaire 18, 19 fixee à l'intérieur de la virole, de sorte que la tête de coupe puisse tourner autour de son axe. Une denture circulaire 20 solidaire de la couronne 14 engrène avec plusieurs pignons montés sur les arbres des moteure 22 @ortes par un support annulaire 24 f@@é sur le structure 18. Les moteurs 22 alternent sur le support 4 avec des emplacements 25 pour des moteurs supplémentaires. (voir figure 3). De verins de poussée 6 fixée sur la virole permettent de faire avancer la machine en prenant appui sur les éléments du revêtement 28 du tunnel déjà mis en place. Lec supports 18, 19 et 24 présentent au moins une paroi transversale pleine qui avec une cloison centrale 20 isolent l'espace à l'arrière de la tête de coupe de l'intérieur de la virole ; la cloison 30 est fiée sur le support 24. Des tuyaux 32 raccordés à un système de pompes permettent d injecter de 1 'air, de l'eau ou de la boue sous pression dans la chambre 34 ainsi formée et d'évacuer les déblais d abatte@e. Les éléments de revêtement 28 sont mis en place par un dispositif de manutention 2.8 constitué essentielleent pr uri bras é@uipe de movens de prise. extensible radialement et pouvant être entrainé en rotation autour de l'axe de la virole au moyen d'un ou plusieurs moteurs 36. pour fabri@uer ia machine de la figure 2 on a monte les éléments de la machine de la figure i dans une virole 10 de plus grand diamètre et on a fié sur la périphérie du plateau 12 une couronne 40 munie d'outils de coupe. Le support 15 est fixe sur la virole coaxialement å celle-ci.- par 1 intermédieire de plèces d'espacement 42 qui genéralement affecteront la forme d'un anneau il en est de même du support des moteurs 36 et du dispositif de manutention 38. Dans l e@emple Illustre, les pièces d'espacement 42 sont montées sur la partie 18 de la structure du support, a la place de la partie 19. Cela n'est pas obligatoire, et les pieces 42 pourraient être fixées sur la partie 19 de la structure. Les vérins de poussée 26 sont fixés sur la virole r0' S généralement le nombre de vérins utilisés sur cette machine sera supérieur à celui de la machine de la figure 1 comme le montre la figure 3. Des moteurs 22 supplémentaires sont montés sur le support 18, aux emplacements 25 prévus a cet effet, pour fournir la puissance nécessaire à la tête de coupe. L'étanchéité entre la structure 18 et la virole 10' est assurée par un élément de cloison annulaire 41 ou plusieurs éléments en forme de segment de cercle fié sur pièces d'espacement pour isoler, en association avec les supporte 18 et 24 et la cloison centrale 30, ia chambre 34 de l'intérieur de la virole. Si, au lieu d'être constituée par un plateau circulaire, la tete de coupe a la forme d'une étoile, la couronne 40 pourra être remplacée par des éléments muni s d'outils de coupe et fixés aux extrémités des branches de l'étoile. R E V E N D I C A T I O N S 1. Machine pour le creusement de tunnels et de galerles constituée par une virole cylindrique, une tête de coupe platée à l'avant de la virole et un mécanisme de support et d'entrainement de la tête de coupe monts sur une structure support solidaire de la virole, caractérisée en ce que la tête de coupe est formée d'un élément centrai (12) dont le diamètre correspond au diamètre au plus petit tunnel à forer et qui est conçu pour recevoir sur sa périphérie un o plusieurs éléments additionnels (40) munis d'outils de coupe, et en ce que la structure support (18) est conçue pour être logee dans une virole (10) dont le diamètre correspond au diametre du plus petit tunnel a forer et est apte à recevoir des pièces d'esnacement (42) permettant de la fixer a l'intérieur d'une virole (10') de plus grand diamètre, cosialement à celle-ci Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite structure support (18) comporte un nombre d'emplacements pour les moteurs (22) d'entrainement de la tête de coupe (12) égal au nombre de moteurs nécessaires pour le percement de tunnels de grand diamètre, certains de ces emplacements étant inoccupés et éventuellement obturés pour le percement de tunnels de petit diamètre. Machine selon la revendication 1 ou 2, comportant des Crins oe poussée (26) fixés sur la virole (10,10 caractérisée en ce que ces vérins exercent leur poussée si sur la structure support (18) (machines de petit diamètre), soit sur les pièces d'espacement (42) (machines de grand diamètre) 4. Machine selon la revendication 1, 2 ou 3, comportant une cloison transversale isolant l'espace situé derrière la tête d coupe (12) de l'intérieur de la virole, caractérisée en ce qu'elle comprend une partie centrale (30) et éventuellement un ou plusieurs élément périphérioues (44) associés aux pièces d'espacement (42).