Brevet FR2634250A1 — publié le 19900119

*1 DISPOSITIF D'AVANCE POUR UNE MACHINE DE FORAGE DU ROC L'invention se rapporte à un dispositif d'avance pour une machine de forage du roc, comportant un berceau à monter à l'extrémité d'une flèche; une poutre d'avance montée avec liberté de déplacement longitudinal par rapport au berceau, la machine de forage pouvant se déplacer le long de la poutre d'avance; des moyens de déplacement pour déplacer la poutre d'avance par rapport au berceau et pour déplacer la machine de forage par rapport à la poutre d'avance, des moyens de déplacement comprenant un élément de déplacement, flexible et de forme allongée, formant une boucle substantiellement fermée et installé pour se mouvoir, selon sa direction longitudinale, autour de roues tournantes prévues aux deux extrémités de la poutre d'avance, et un. mécanisme de déplacement installé pour mouvoir l'élément de déplacement selon sa direction longitudinale; des moyens de connexion pour connnecter la machine de forage de façon qu'elle soit fixe par rapport à la poutre d'avance dans au moins une position de la machine de forage par rapport à la poutre d'avance pour déplacer la poutre d'avance par rapport au berceau au cours du mouvement de l'élément de déplacement et, de façon correspondante, pour connecter la poutre d'avance de façon qu'elle soit fixe par rapport au berceau dans au moins une position de la poutre d'avance par rapport au berceau pour déplacer la machine de forage par rapport à la poutre d'avance au cours du mouvement de l'élément de déplacement, un seul et même élément de déplacement et un seul et même mécanisme de déplacement étant utilisés pour le déplacement de la machine de forage le long de la poutre d'avance et pour le déplacement de la poutre d'avance par rapport au berceau. Dans des dispositifs d'avance de l'art antérieur pour des machines de forage du roc, la poutre d'avance est montée dans un berceau avec liberté de se déplacer longitudinalement, tandis que la machine de forage du roc est montée sur la poutre d'avance avec liberté de se déplacer dans la direction longitudinale de la poutre d'avance. Dans les solutions de l'art antérieur, un dispositif d'avance distinct est prévu pour chaque mouvement de déplacement, ce par quoi la machine de forage du roc se déplace typiquement au moyen d'une chaîne qui passe autour de roues montées aux extrémités de la poutre d'avance et dont les extrémités sont fixées à la machine de forage. La chaîne est mue par un mécanisme de déplacement monté sur la poutre d'avance. La poutre d'avance, à son tour, se déplace par rapport au berceau au moyen d'un vérin manoeuvré par un fluide sous pression et monté entre lui et le berceau. Une solution de ce type est décrite par exemple dans le document de publication allemand 30 15 752. Un inconvénient de la solution décrite ci-dessus est que les deux mouvements de déplacement nécessitent des dispositifs d'entraînement et des dispositifs moteurs distincts, ce qui se traduit par un poids supplémentaire à l'extrémité de la flèche de forage. Il en résulte que la flèche doit être construite plus rigide que ce ne serait nécessaire autrement et que la commande de la flèche nécessite de puissants dispositifs d'entraînement et moteurs. La solution nécessite des tuyaux souples distincts pour le fluide sous pression pour les deux moyens de déplacement dans le cas o les dispositifs moteurs sont actionnés par un fluide sous pression. En outre la solution est compliquée et coûteuse. Le but de la présente invention est de proposer un dispositif d'avance dans lequel la structure réalisant les mouvements de déplacement est aussi simple que possible et qui soit plus léger que dans les solutions de l'art antérieur tout en étant plus simple à réaliser et qui évite les inconvénients mentionnés ci- dessus. Selon l'invention, ceci s'obtient par le moyen que la machine de forage est installée pour être connectée, de façon à être fixe par rapport à la poutre d'avance, au moyen des moyens de connexion, substantiellement sur toute l'étendue du mouvement de la machine de forage par rapport à la poutre d'avance; et que la poutre d'avance est installée pour être connectée, de façon à être fixe par rapport au berceau, au moyen des moyens de connexion substantiellement sur toute l'étendue du mouvement de la poutre d'avance par rapport au berceau. L'idée de base de l'invention est que le mouvement entre le berceau et la poutre d'avance ainsi que le mouvement entre la machine de forage et la poutre d'avance se réalisent au moyen d'un unique et même élément manoeuvré par une chaîne ou un câble pour déplacer la machine de forage et par un unique et même mécanisme de déplacement. Pour obtenir un mouvement désiré, la machine de forage est connectée de façon à être fixe par rapport à la poutre d'avance de sorte que la poutre d'avance peut- se déplacer par rapport au berceau, ou bien la poutre d'avance est connectée de façon à être fixe par rapport au berceau de sorte que la machine de forage puisse se déplacer par rapport à la poutre d'avance. Un avantage de l'invention est que les deux mouvements de déplacement peuvent être réalisés par un unique et même moyen de déplacement, ce par quoi on peut se passer de l'autre moyen de déplacement et des dispositifs qu'ils nécessitent, de sorte que le poids de la poutre d'avance et des composants qui y sont fixés est remarquablement plus faible. La solution conforme à l'invention apporte également des économies dans les coûts de maintenance et de réparation, du fait qu'il ne faut de pièces de rechange et de composants que pour un seul mécanisme de déplacement. En outre, le mouvement de déplacement de la poutre d'avance est plus long que précédemment car la longueur du vérin ne limite pas la longueur maximale du mouvement de déplacement. L'invention sera décrite plus en détail sur les dessins joints sur lesquels. La figure 1 est une vue schématique d'un dispositif d'avance de l'invention avec ses moyens de déplacement; La figure 2 est une vue plus détaillée d'une solution pour verrouiller la poutre d'avance en position fixe par rapport au berceau. La figure 1 représente un dispositif d'avance pour une machine de forage du roc. Le dispositif d'avance comporte un 2634250O berceau 1 à monter à l'extrémité d'une flèche connue en soi (non représentée); une poutre d'avance 2 qui peut se déplacer longitudinalement par rapport au berceau 1; et une machine 3 de forage du roc qui peut se déplacer par rapport à la poutre d'avance 2 dans la direction longitudinale de celle-ci. Des roues à chaine 4 et 5 agissent comme roues tournantes aux extrémités de la poutre d'avance 2 et une chaîne 6 passe autour des roues. La chaîne 6 forme une boucle fermée, étant fixée aux extrémités de la machine de forage 3 ou, de façon plus générale, à un chariot 7 utilisé comme support de la machine de forage. En variante, la chaîne peut former elle-même une boucle fermée fixée en un point à la machine de forage 3 ou au chariot 7 de façon à être fixe dans la direction longitudinale. Telle qu'utilisée dans la présente demande de brevet et dans les revendications, l'expression "boucle substantiellement fermée" se réfère à toutes les alternatives mentionnées ci-dessus, indépendamment de la question de savoir si elles sont réalisées avec une chaîne, avec un câble ou avec tout autre élément de déplacement flexible. A son tour, l'expression "un seul et même élément de déplacement" se réfère à une ou plusieurs chaînes, à un ou plusieurs câbles ou éléments analogues qui se meuvent substantiellement le long du même chemin côte à côte et sont entraînés par le même mécanisme de déplacement. La chaîne 6 passe par un mécanisme d'entraînement 8 monté sur le berceau 1. Le mécanisme d'entraînement 8 comporte des roues de contrôle 9 et 10 et une roue d'entraînement 11 reliée à un moteur d'entraînement connu en soi (non représenté). Lorsque la roue d'entraînement 11l est entraînée en rotation par le moteur d'entraînement dans l'un ou l'autre sens, la chaine 6 se meut selon la direction longitudinale du berceau 1 et, de façon correspondante, tend à tourner autour des roues tournantes 4 et 6 et à se mouvoir dans la direction longitudinale de la poutre d'avance 2. Dans cette situation, on peut décider si c'est la machine de forage 3 ou la poutre d'avance 2 qu'il faut déplacer, simplement en connectant soit la machine de forage 3 de façon 26 3 4250 qu'elle soit fixe par rapport à la poutre d'avance, soit la poutre d'avance 2 de façon qu'elle soit fixe par rapport au berceau 1. Un dispositif de connexion 12 est prévu à une extrémité de la poutre d'avance 2 pour empêcher la roue tournante 5 de tourner. Etant donné que la roue tournante 5 est une roue à chaîne, la chaîne 6 ne peut pas glisser sur la roue tournante, mais le chariot 7 et, par conséquent, la machine de forage 3, sont connectés de façon à être fixes dans la direction longitudinale de la poutre d'avance 2. Du fait que la poutre d'avance 2 peut se déplacer librement par rapport au berceau 1, le mouvement de la chaîne 6 selon la direction longitudinale du berceau 1 amène également la poutre d'avance 2 à se déplacer selon la direction longitudinale du berceau 1, dans le même sens que la chaîne 6. S'il faut déplacer la machine de forage 3 le long de la poutre d'avance, on connecte de façon appropriée la poutre d'avance 2 de façon qu'elle soit fixe par rapport au berceau 1 au moyen d'un dispositif de connexion 13, tandis qu'on laisse tourner librement la roue à chaîne 5. La chaîne 6 se meut alors autour des roues. tournantes 4 et 5. Au cours de son mouvement par rapport au berceau 1 et à la poutre d'avance 2, la chaine déplace la machine de forage 3, qui se trouve de l'autre côté de la poutre d'avance 2, dans le sens opposé. Dans certains cas, on peut déplacer simultanément la machine de forage et la poutre d'avance simplement en laissant l'une et l'autre non connectées. Le dispositif de connexion 12.qui connecte la machine de forage en position fixe est un vérin manoeuvré par un fluide sous pression et monté fixe dans la direction longitudinale de la poutre d'avance 2. Un patin de frein 14 est fixé au bras du piston du vérin manoeuvré par le fluide sous pression pour presser la roue à chaîne 5 de façon qu'elle ne puisse pas tourner. La figure 2 est une vue plus détaillée d'une réalisation du dispositif de connexion 13 qui connecte la poutre d'avance 2 en position fixe par rapport au berceau 1. La poutre d'avance 2 se déplace par rapport au berceau 1 sur des coulisses 15 et 16. Le dispositif de connexion 13 comporte un vérin 17 qui est manoeuvré par un fluide sous pression et qui est monté transversalement par rapport à la poutre d'avance 2. Le piston du vérin 17 est connecté, avec liberté de pivotement, au moyen d'un axe 18 à un levier de pivotement 19 qui, à son tour, est connecté, avec liberté de pivotement, au berceau 1 au moyen d'un axe 20. La coulisse 16, qui est montée avec liberté de déplacement dans la direction transversale du berceau 1, est connectée, avec liberté de pivotement, au levier de pivotement 19 au moyen d'un axe 21. En mode connexion, on introduit du fluide sous pression dans le vérin 17 manoeuvré par le fluide sous pression, ce par quoi le piston pousse vers l'extérieur le levier de pivotement 19. Tout en tournant autour de l'axe 20, le levier de pivotement pousse la coulisse 16 en direction de la coulisse opposée 15, coinçant la poutre d'avance 2 entre les surfaces des coulisses et faisant en sorte qu'elle s'arrête par suite du frottement. Au lieu d'une coulisse, on peut utiliser un élément de pression distinct connecté au vérin à fluide sous pression à manoeuvrer. Les figures I et 2 représentent une réalisation de l'invention et l'invention n'est en aucune façon limitée à cette réalisation, mais elle peut être modifiée à la demande en restant dans l'objet des revendications. Au lieu de la chaine 6, on peut utiliser tout élément de déplacement flexible, tel qu'un câble, une courroie crantée ou autre composant convenable. La machine de forage peut être connectée en position fixe par rapport à la poutre d'avance au moyen de la solution décrite ci-dessus ou au moyen d'un mécanisme verrouillant la machine de forage ou son chariot directement sur la poutre d'avance, tel qu'un mécanisme de la figure 2, qui connecte la poutre d'avance au chariot, ou au moyen d'un mécanisme qui verrouille directement l'élément de déplacement en position fixe par rapport à la machine de forage. Au lieu d'être connectée indirectement, la chaîne, ou autre élément flexible, peut être connectée directement à la poutre d'avance au moyen d'un élément de connexion convenable. De façon correspondante, la poutre d'avance peut être connectee en position fixe par rapport au berceau au moyen de différents modes alternatifs de connexion. Dans les solutions décrites, les moyens de connexion peuvent être montés au moyen d'un ressort de façon à être constamment à la position de connexion, et peuvent être libérés par envoi de fluide sous pression dans les vérins à fluide sous pression, de façon à retirer le piston de la position de connexion. De même, les moyens de connexions peuvent être contraints par ressort de façon à ne pas être verrouillés, mais peuvent être connectés séparément ou simultanément par envoi de fluide sous pression dans les vérins. Au lieu que le mécanisme de déplacement soit monté sur le berceau, il peut également être monté sur la poutre d'avance ou être connecté à la machine de forage. Si le mécanisme de déplacement est monté en connexion avec la machine de forage, il opère de façon semblable à la réalisation décrite ci-dessus. Si le mécanisme de déplacement est monté sur la poutre d'avance, le verrouillage ne peut pas s'effectuer entre la machine de forage et la poutre d'avance ni entre la poutre d'avance et le berceau, mais l'élément de déplacement doit être connecté directement en position fixe par rapport à la machine de forage ou par rapport au berceau lorsqu'ils se déplacent. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'avance pour une machine (3) de forage du roc, comportant un berceau (1) à monter à l'extrémité d'une flèche; une poutre d'avance (2) montée avec liberté de déplacement longitudinal par rapport au berceau (1), la machine de forage (3) pouvant se déplacer le long de la poutre d'avance; des moyens de déplacement (4 à 6, 8 à 10) pour déplacer la poutre d'avance (2) par rapport au berceau (1) et pour déplacer la machine de forage (3) par rapport à la poutre d'avance (2), des moyens de déplacement (4 à 6, 8 à I0) comprenant un élément de déplacement (6), flexible et de forme allongée, formant une boucle substantiellement fermée et installé pour se mouvoir, selon sa direction longitudinale, autour de roues tournantes (4, 5) prévues aux deux extrémités de la poutre d'avance (2), et un mécanisme de déplacement (8 à 10) installé pour mouvoir l'élément de déplacement (6) selon sa direction longitudinale; des moyens de connexion (12, 14; 13 à 21) pour connnecter la machine de forage (3) de façon qu'elle soit fixe par rapport à la poutre d'avance (2) dans au moins une position de la machine de forage (3) par rapport à-la poutre d'avance (2) pour déplacer la poutre d'avance (2) par rapport au berceau (1) au cours du mouvement de l'élément de déplacement (6) et, de façon correspondante, pour connecter la poutre d'avance (2) de façon qu'elle soit fixe par rapport au berceau (1) dans au moins une position de la poutre d'avance (2) par rapport au berceau (1) pour déplacer la machine de forage (3) par rapport à la poutre d'avance (2) au cours du mouvement de l'élément de déplacement (6), un seul et même élément de déplacement (6) et un seul-et même mécanisme de déplacement (8 à 10) étant utilisés pour le déplacement de la machine de forage (3) le long de la poutre d'avance (2) et pour le déplacement de la poutre d'avance (2) par rapport au berceau, c a r a c t é r i s é en ce que la machine de forage (3) est installée pour être connectée, de façon à être fixe par rapport à la poutre d'avance (2), au moyen des moyens de connexion (12, 14), substantiellement sur toute l'étendue du mouvement de la machine de forage (3) par rapport à la poutre d'avance (3); et en ce que la poutre d'avance (2) est installée pour être connectée, de façon à être fixe par rapport au berceau, au moyen des moyens de connexion substantiellement sur toute l'étendue du mouvement de la poutre d'avance (2) par rapport au berceau (1). 2. Dispositif d'avance pour une machine (3) de forage du roc selon la revendication 1, c a r a c t é r i s é en ce que les moyens de connexion (12, 14; 13 à 21) comportent un élément de pression (13 à 21) monté sur le berceau (1) et installé pour presser la poutre d'avancement (2) de façon qu'elle soit fixe par rapport au berceau (1) en tout point sur l'étendue du mouvement de la poutre d'avance (2) par rapport au berceau (1). 3. Dispositif d'avance selon la revendication 2 c a r a c t é r i s é en ce que les moyens de connexion (13, 16) comportent un vérin (17) manoeuvré par un fluide sous pression et installé pour agir sur la poutre d'avance (2) dans sa direction transversale par l'intermédiaire de l'élément de pression, de façon que la force exercée par le vérin (17) presse, en mode connexion, la poutre d'avance (2) contre au moins une coulisse (15) disposée d'un côté de la poutre, serrant ainsi la poutre d'avance (2) entre l'élément de pression et la coulisse (15, 16) de façon qu'elle soit fixe par rapport au berceau (1). 4. Dispositif d'avance selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, c a r a c t é r i s é en ce que les moyens de connexion (12, 14) comportent un vérin manoeuvré par un fluide sous pression, connecté à la machine de forage (3) et installé pour agir sur la poutre d'avance (2), dans sa direction transversale, par l'intermédiaire de l'élément de pression de façon que la force exercée par le vérin (17) presse, en mode connexion, la poutre d'avance (2) contre au moins une coulisse disposée d'un -côté de la poutre et connectée à la machine de forage, serrant ainsi la poutre d'avance (2) entre l'élément de pression et la coulisse, connectant ainsi la machine de forage de façon qu'elle soit fixe par rapport à la poutre d'avance (2). 5. Dispositif d'avance selon- l'une quelconque des revendications 1 à 3, c a r a c t é r i s é en ce que l'élément de déplacement (6) est une chaîne et en ce que les moyens (12, 14) prévus pour connecter la machine de forage de façon qu'elle soit fixe par rapport à la poutre d'avance (2) comportent un vérin (12) manoeuvré par un fluide sous pression et un patin de frein (14) connecté au vérin (12), le patin de frein (14) étant installé pour connecter la chaîne (6) de façon qu'en mode connexion elle soit fixe par rapport à la poutre d'avance (2). 6. Dispositif d'avance selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, c a r a c t é r i s é en ce que le piston du vérin (12, 17) manoeuvré par un fluide sous pression est, au moyen d'un ressort, installé pour connecter constamment la machine de forage (3) de façon qu'elle soit fixe par rapport à la poutre d'avance (2) et/ou pour connecter la poutre d'avance (2) de façon qu'elle soit fixe par rapport au berceau (1) et en ce que, pour déplacer la machine de forage (3) et/ou la poutre d'avance (2), on fait en sorte de libérer l'un et l'autre simultanément ou séparément de façon à ce qu'ils se déplacent librement lors de l'introduction du fluide sous pression dans le vérin (12, 17) manoeuvré par un fluide sous pression, respectivement. 7. Dispositif d'avance selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, c a r a c t é r i s é en ce que le mécanisme de déplacement (8 à 11) est monté sur la poutre d'avance (2) de façon que l'élément de déplacement (6) puisse se mouvoir par rapport à la machine de forage (3) et au berceau (1) et en ce que les moyens de connexion (12, 14; 13 à 21) sont installés pour connecter la machine de forage (3) et le berceau (1), respectivement, pour qu'ils soient fixes par rapport à l'élément de déplacement (6). 8. Dispositif d'avance selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, c a r a c t é r i s é en ce que le mécanisme de déplacement (8 à 11) est monté sur le berceau (1) ou sur la machine de forage (3), en ce que les moyens de connexion (12, 14; 13 à 21) sont installés pour connecter la machine de forage (3) de façon qu'elle soit fixe par rapport à la poutre d'avance (2) et, de façon correspondante, pour connecter la poutre d'avance (2) de façon quelle soit fixe par rapport au berceau (1), ce par quoi on peut alternativement procéder au déplacement de la poutre d'avance (2) par rapport au berceau (1) et au déplacement de la machine de forage (3) par rapport à la poutre d'avance (2) au moyen d'un unique et même mécanisme de déplacement (8 à 11) et d'un unique et même élément de déplacement (6) en connectant alternativement la machine de forage (3) de façon qu'elle soit fixe par rapport à la poutre d'avance (2) et la poutre d'avance (2) de façon qu'elle soit fixe par rapport au berceau (1).