Brevet FR2667110A1 — publié le 19920327

DISPOSITIF DE CONTROLE DE L'EFFORT DE POUSSEE POUR GLISSIERE DE FORATION TELESCOPIQUE La présente invention est relative aux glissières de foration du type télescopique, utilisées dans le domaine minier, et elle concerne plus particulièrement un dispositif de contrôle de l'effort de poussée pour de telles glissières de foration. Une glissière de foration télescopique comprend un premier élément de glissière, muni à l'avant d'une pointe d'ancrage venant au contact de la roche à forer, et un second élément de glissière, monté coulissant en direction longitudinale sur le premier élément de glissière Un chariot de perforatrice est lui-même monté coulissant en direction longitudinale sur le second élément de glissière La course totale de foration peut ainsi être la somme du déplacement du second élément de glissière relativement au premier élément de glissière, et du déplacement de la perforatrice relativement au second élément de glissière. Un premier moyen de commande tel que vérin hydraulique assure le déplacement du second élément de glissière relativement au premier élément de glissière, autrement dit le télescopage Un second moyen de commande, tel que vérin hydraulique, déplace le chariot de la perforatrice le long du second élément de glissière. L'effort de poussée sur le taillant de l'outil de la perforatrice est ainsi la résultante de paramètres différents, selon que l'on se trouve dans une phase de fonctionnement o seule la perforatrice est déplacée sur le second élément de glissière, ou dans une phase de fonctionnement o un télescopage de la glissière est réalisé Plus particulièrement: dans la phase de poussée de la perforatrice, l'effort sur le taillant est la résultante de l'effort de poussée exercé sur la perforatrice, diminué du frottement du chariot sur le second élément de glissière (de valeur en général bien connue) et de la composante du poids de la perforatrice si la glissière est inclinée; dans la phase de télescopage de la glissière, cet effort est la résultante de l'effort de télescopage, diminué du frottement des deux éléments de glissière l'un sur l'autre (de valeur en général élevée et variable) et diminué de la composante des poids de la perforatrice et du second élément de glissère (de beaucoup supérieure à la composante du poids de la seule perforatrice) si la glissière est inclinée. On voit donc que, d'une manière générale, l'effort de poussée effectif k -, f sur le taillant est très variable d'une phase à l'autre, pour une pression hydraulique constante d'alimentation des vérins de poussée et de télescopage, et que la foration est effectuée dans de mauvaises conditions Faute de mieux, la pression de réglage choisie est une pression moyenne correspondant généralement à la foration horizontale, ce qui amène les inconvénients suivants: en foration montante, l'effort de poussée effectif sur le taillant est réduit, avec les effets néfastes suivants sur le fonctionnement et sur le matériel: vitesse de foration réduite, usure et casse prématurée des outillages tels que barres de foration et emmanchements, et risques de frappe "à vide" occasionnant des dégâts sur le nez de la perforatrice; en foration descendante, l'effort de poussée effectif sur le taillant est augmenté, et dans ce cas les inconvénients sont: réduction de la vitesse de foration et flambage de la barre de foration occasionnant des déviations duu trou foré et des casses prématurées de l'outillage. Le but de la présente invention est d'éviter ces inconvénients et donc de contrôler l'effort de poussée effectif. A cet effet, dans le dispositif selon l'invention de contrôle de l'effort de poussée pour glissière de foration télescopique, du genre indiqué en introduction, le premier moyen de commande tel que vérin hydraulique, assurant le télescopage de la glissière, comporte une alimentation en énergie indépendante de l'alimentation en énergie du second moyen de commande tel que vérin hydraulique, cette dernière alimentation en énergie comprenant des moyens de contrôle d'une grandeur représentative de l'effort de poussée au niveau du taillant de l'outil de foration de la perforatrice, tandis qu'un moyen de détection est prévu pour détecter l'arrivée de la perforatrice dans sa position la plus reculée sur le second élément de glissière et provoquer alors l'arrêt de l'alimentation du premier moyen de commande tel que vérin hydraulique assurant le télescopage. En résumé, le principe de l'invention consiste ainsi à séparer les fonctions "poussée" et "télescopage", en effectuant le contrôle de la poussée seule, d'une façon parfaitement significative puisque toute tendance à assurer la poussée par le vérin de télescopage se trouve immédiatement contrariée par le moyen de détection qui interrompt alors l'alimentation du vérin de télescopage, ou autre moyen de commande de cette fonction. Plus particulièrement, dans le cas o les moyens de commande précités sont l'un et l'autre des vérins hydrauliques, l'invention prévoit que: y si l'alimentation du vérin hydraulique de commande du déplacement de la perforatrice le long du second élément de glissière comprend une première pompe, un premier distributeur et une unité de contrôle régulant la pression d'alimentation de ce vérin hydraulique, l'alimentation du vérin hydraulique de télescopage comprend une seconde pompe et un second distributeur, et le moyen de détection est constitué par une valve actionnée par la perforatrice, parvenant dans sa position la plus reculée, et intercalée sur un conduit de retour raccordé au circuit d'alimentation hydraulique du vérin de télescopage. Avantageusement, l'alimentation du vérin hydraulique de télescopage comprend encore un moyen tel qu'accumulateur oléo-pneumatique, créant un effet retardateur La phase d'amorçage de la foration est ainsi facilitée, en garantissant que l'avance de la perforatrice précède le début du mouvement de télescopage, la perforatrice se séparant initialement de façon certaine du moyen de détection, de sorte que le moyen de commande du télescopage peut être alimenté. De toute façon, l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence à l'unique figure du dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de glissière de foration télescopique équipée d'un dispositif de contrôle de l'effort de poussée conforme à la présente invention. La glissière de foration, désignée dans son ensemble par le repère 1, comprend un premier élément allongé 2 réalisable comme une poutre creuse, et un second élément allongé 3 également réalisable comme une poutre creuse Le premier élément de glissière 2, porté par un bras-support orientable non représenté appartenant à un engin minier, comporte à son extrémité avant une pointe d'ancrage 4 venant en appui sur la roche 5 dans laquelle un trou 6 doit être foré Le second élément de glissière 3 est monté coulissant en direction longitudinale sur le premier élément de glissière 2, par l'intermédiaire de moyens de guidage 7 Sur le second élément deglissière 2 est montée coulissante, aussi en direction longitudinale et par des moyens de guidage 8, une perforatrice 9 qui actionne une barre de foration 10 se terminant à l'avant par un taillant 11, la barre de foration 10 traversant un guide-support 12 porté par l'extrémité avant du premier élément de glissière 2. Un vérin hydraulique de poussée 13, logé à l'intérieur du second élément de glissière 3, commande le déplacement du chariot de la perforatrice 9 le long de ce second élément de glissière 3 Dans l'exemple illustré par la figure, la tige 14 du vérin de poussée 13 est liée à l'extrémité arrière du second élément de glissière 3, tandis que le corps de ce vérin 13 est lié à la perforatrice 9. Un vérin hydraulique de télescopage 15, logé à l'intérieur du premier élément de glissière 2, commande le déplacement du second élément de glissière 3 le long du premier élément de glissière 2 Dans l'exemple illustré par la figure, le corps du vérin de télescopage 15 est lié au premier élément de glissière 2, tandis que la tige 16 de ce vérin 15 est liée à l'extrémité arrière du second élément de glissière 3. Le vérin de poussée 13 est alimenté en fluide hydraulique sous pression à partir d'une première pompe 17, par l'intermédiaire d'un distributeur 18 et d'une unité de contrôle 19 insérée sur la branche de circuit hydraulique 20 qui aboutit à la chambre avant 21 du vérin de poussée 13 La pression P dans cette chambre 21 est représentative de l'effort de poussée F au niveau du taillant 11, si l'on néglige les frottements du chariot de la perforatrice 9 sur le second élément de glissière 3 et la composante du poids de la perforatrice 9 dans le cas d'une glissière inclinée C'est cette pression P qui est contrôlée par l'unité 19 La figure fait aussi apparaître le conduit 22 qui alimentela chambre arrière 23 du vérin de poussée 13, ainsi qu'un limiteur de pression 24 placé en amont du distributeur 18. Le vérin de télescopage 15 est alimenté séparément en fluide hydraulique sous pression à partir d'une seconde pompe 25, par l'intermédiaire d'un distributeur 26 et d'un conduit 27 aboutissant dans la chambre arrière 28 de ce vérin 15, le conduit 27 comportant une dérivation 29 menant à un accumulateur oléo-pneumatique 30 Un limiteur de pression 31 est inséré en amont du distributeur 26. La chambre avant 32 du vérin de télescopage 15 est raccordée par un conduit 33 au conduit 22 qui alimente la chambre arrière 23 du vérin de poussée 13. Enfin, une valve 34 à poussoir est portée par l'extrémité arrière du second élément de glissière 3, de manière à pouvoir être actionnée par la perforatrice 9 parvenue dans sa position reculée au maximum La valve 34 est intercalée sur un conduit de retour 35 raccordé au conduit d'alimentation 27 de la chambre arrière 28 du vérin de télescopage 15. Pour que toute la course de foration soit effectuée, les deux distributeurs 18 et 26 sont sélectionnés simultanément La pompe 17 délivre un fluide hydraulique sous pression, au travers de l'unité de contrôle 19, vers la chambre avant 21 du vérin de poussée 13 La pompe 25 commence par gonfler l'accumulateur 30, ce qui crée un effet retardateur, puis elle alimente la chambre arrière 28 du vérin de télescopage 15 et provoque le mouvement d'avance du second élément de glissière 3, doncle télescopage de la glissière 1. Pour permettre ce télescopage dans toutes les situations, la pression (limitée par le limiteur de pression 31) dans le conduit 27 d'alimentation du vérin 15 est élevée, et ainsi la vitesse d'avance du second élément de glissière 3 peut être telle que la perforatrice 9 se trouve en position de butée arrière Au moment d'atteindre cette position, la perforatrice 9 enfonce le poussoir de la valve 34, laquelle met alors les conduits 27 et 35 en relation avec le réservoir Le vérin de télescopage 15 n'est donc momentanément plus alimenté en fluide sous pression et le mouvement d'avance du second élément de glissière 3 est arrêté, jusqu'à ce que l'avance de la perforatrice 9 sous l'effet du vérin de poussée 13 permette à la valve 34 d'être relâchée, le mouvement de télescopage de la glissière 1 pouvant désormais se poursuivre. Lorsque ce mouvement de télescopage de la glissière 1 estterminé, le second élément de glissière 3 ayant atteint sa position la plus avancée, la foration se poursuit comme sur une glissière ordinaire, la perforatrice 9 étant déplacée vers l'avant par le vérin de poussée 13. Il résulte, de ce qui précède, que l'effort de poussée F sur le taillant Il est toujours déterminé par la pression P régnant dans le vérin 13, elle-même contrôlée par l'unité 19. L'unité de contrôle 19 est réalisable, dans sa forme la plus simple, comme un limiteur de pression Toutefois, dans des variantes, cette unité de contrôle 19 de la pression P peut assurer aussi d'autres fonctions et est de structure plus compliquée, pour prendre en compte au moyen d'organes hydrauliques et/ou électriques les problèmes rencontrés en cours de foration: amorçage progressif, asservissement de la pression de frappe à la pression de poussée P, limitation des coincements du taillant Il Il va de soi que l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de ce dispositif de contrôle de l'effort de poussée pour glissière de foration télescopique qui a été décrite ci- dessus, à titre d'exemple; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation et d'application respectant le même principe de séparation des fonctions "poussée" et "télescopage", avec contrôle de la poussée seule, le télescopage s'effectuant quelle que soit la situation, indépendamment de la poussée En particulier, l'on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention par le recours à des équivalents techniques, tant dans la structure de la glissière télescopique que pour les composants du dispositif de contrôle proprement dit; ainsi: Le vérin de poussée 13 peut être relié à la perforatrice 9 par un câble. Ce vérin de poussée 13 peut être remplacé par un autre moyen motorisé d'entraînement de la perforatrice, tel qu'un moteur d'entraînement relié par une chaîne au chariot de la perforatrice. Des variantes similaires sont envisageables pour le vérin de télescopage 15. La valve 34 peut être remplacée par tout moyen de détection, qui aurait pour effet d'arrêter le mouvement du vérin de télescopage 15 lorsque la perforatrice 9 est en position la plus reculée. L'accumulateur 10 peut être remplacé par tout moyen provoquant un effet retardateur dans la mise en action du télescopage. Les pompes 17 et 25 sont remplaçables par toutes sources d'énergie alimentant de façon indépendante les fonctions "poussée" et "télescopage". REVENDICATIONS 1 Dispositif de contrôle de l'effort de poussée pour glissière de foration télescopique ( 1) comprenant un premier élément de glissière ( 2), un second élément de glissière ( 3) monté coulissant en direction longitudinale sur le premier élément de glissière ( 2), un chariot de perforatrice ( 9) lui-même monté coulissant en direction longitudinale sur le second élément de glissière ( 3), un premier moyen de commande tel que vérin hydraulique ( 15) assurant le déplacement du second élément de glissière ( 3) relativement au premier élément de glissière ( 2), et un second moyen de commande tel que vérin hydraulique ( 13) assurant le déplacement du chariot de la perforatrice ( 9) le long du second élément de glissière ( 3), caractérisé en ce que le premier moyen de commande tel que vérin hydraulique ( 15), assurant le télescopage de la glissière ( 1), comporte une alimentation en énergie ( 25 à 31) indépendante de l'alimentation en énergie ( 17 à 24) du second moyen de commande tel que vérin hydraulique ( 13), cette dernière alimentation en énergie comprenant des moyens de contrôle ( 19) d'une grandeur (P) représentative de l'effort de poussée (F) au niveau du taillant ( 11) de l'outil de foration ( 10) de la perforatrice ( 9), tandis qu'un moyen de détection ( 34) est prévu pour détecter l'arrivée de la perforatrice ( 9) dans sa position la plus reculée sur le second élément de glissière ( 3) et provoquer alors l'arrêt de l'alimentation en énergie du premier moyen de commande tel que vérin hydraulique ( 15) assurant le télescopage de la glissière ( 1). 2 Dispositif selon la revendication 1 de contrôle de l'effort de poussée pour glissière de foration télescopique ( 1), dans laquelle les moyens de commande précités sont l'un et l'autre des vérins hydrauliques ( 13, 15), caractérisé en ce que: l'alimentation du vérin hydraulique ( 13) de commande du déplacement de la perforatrice ( 9) le long du second élément de glissière ( 3) comprend une première pompe ( 17), un premier distributeur ( 18) et une unité de contrôle ( 19) régulant la pression (P) d'alimentation de ce vérin hydraulique ( 13), l'alimentation du vérin hydraulique ( 15) de télescopage comprend une seconde pompe ( 25) et un second distributeur ( 26), et le moyen de détection est constitué par une valve ( 34) actionnée par la perforatrice ( 9), parvenant dans sa position la plus reculée, et intercalée sur un conduit de retour ( 35) raccordé au circuit d'alimentation hydraulique ( 27) du vérin de télescopage ( 15). 3 Dispositif de contrôle de l'effort de poussée pour glissière de a foration télescopique, selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'alimentation du vérin hydraulique ( 15) de télescopage de la glissière ( 1) comprend encore un moyen tel qu'accumulateur oléo-pneumatique ( 30), créant un effet retardateur. 4 Dispositif de contrôle de l'effort de poussée pour glissière de foration télescopique, selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que l'unité de contrôle ( 19) est réalisée sous la forme d'un limiteur de pression.