Brevet FR2695677A1 — publié le 19940318

La présente invention concerne un agencement de mesure de la position a lune poutre d'alimentation par rapport à un berceau et/ou de mesure de la position d'un perforateur de rocher par rapport à la poutre d'alimentation, situé dans un ensemble de perçage de dispositif de perçage de rocher comportant un berceau pouvant être fixé à un bras, une poutre d'alimentation installée dans le berceau de manière mobile par rapport au berceau dans la direction longitudinale de la poutre d'alimentation, et un perforateur de rocher relié à la poutre d'alimentation de manière mobile dans la direction longitudinale de la poutre d'alimentation, 11 agencement comportant un élément formant indicateur denté allongé fixé à la poutre dlolimentation dans sa direction longitudinale et un engrenage relié à I'élément formant indicateur et en prise avec la denture de l'element indicateur, dans lequel avec le déplacement de la poutre d'alimentation par rapport au berceau ou respectivement le déplacement du perforateur de rocher par rapport à la poutre dtalimentation l1élément formant indicateur met en rotation l'engrenage et l'indicateur mesurant la rotation de l'engrenage émet des signaux proportionnels au déplacement. Lorsqu'un trou est percé à l'aide d'un dispositif de perçage de rocher, il est important de savoir quelle est la profondeur du trou qui a été percé. Pour déterminer la profondeur précise du trou, la position de la poutre d'alimentation par rapport au berceau du perforateur de rocher doit aussi être connue. Dans un équipement connu, une crémaillère fixée à la poutre d'alimentation dans la direction longitudinale de cette dernière est utilisée pour indiquer la position, ladite crémaillère mettant en rotation un pignon qui est en prise avec celle-ci et donc un drésolveu- relié au pignon. Le résolveur à son tour transforme le sens et la longueur du déplacement en un signal électrique qui peut etre utilisé par exemple pour commander des dispositifs de commande automatique. Le problème avec la solution connue est que le pignon et la crémaillère sont soumis à une usure lors de la réalisation de leurs mouvements relatifs, en particulier lorsque des saletés et de la poussiere de rocher entrent entre eux. De manière analogue, les dents de la crémaillère sont facilement détériorées lorsqu'elles heurtent le rocher, et en conséquence peuvent aussi endommager le pignon. En tenant compte des chocs et des vibrations, le pignon peut sauter sur une dent de la crémaillère, ce qui entraîne une erreur de mesure et par conséquent aussi des erreurs de perçage.En outre, une vibration et des chocs peuvent entraîner une rupture des manchons de fixation du pignon et donc le pignon peut se déplacer sur une distance telle par rapport à la crémaillère gus il n1 est plus en contact correct avec celle-ci, le résultat étant qu'unie mesure est pratiquement impossible. La fixation de la crémaillère sur la poutre d'alimentation implique aussi des étapes de fabrication supplémentaires et une quantité importante de travail au niveau de l'installation et du remplacement, puisque la crémaillère doit être fixée sur la poutre d'alimentation à l'aide de vis ou analogues, selon des intervalles adaptés. En tenant compte des facteurs ci-dessus, par exemple le point LLzéro4 du détecteur peut être déplacé et donc par exemple lors d'un perçage automatique le détecteur donnera des valeurs incorrectes. Il en résulte que le déplacement de la poutre d'alimentation au voisinage de la surface du rocher à percer, c'est à dire pour pénétrer dans le rocher, est gêné et la poutre d'alimentation peut heurter la surface du rocher avec des vitesses trop élevées ou avec une force trop importante et en conséquence être endommagée. De manière analogue, avec une commande automatique, le bras de perçage peut se comporter de manière différente qutespérée en tenant compte des valeurs incorrectes.Par conséquent, il est nécessaire dans tous les dispositifs de perçage de rocher étalonner souvent le détecteur mesurant la position de la poutre d'alimentation, ce qui entraîne un service supplémentaire et des travaux de réparation. Par ailleurs, la demande publiée de brevet suédois nO 453 111 décrit une solution dans laquelle le déplacement longitudinal de la poutre d'alimentation est mesuré en utilisant la quantité de fluide hydraulique s'écoulant du moteur d'alimentation du perforateur de rocher. L'inconvénient de cette splution est que le jeu et l'usure du moteur entrainent une erreur de mesure et de plus ladite erreur varie avec la variation de la résistance au transfert. La valeur de mesure ainsi obtenue n'est pas suffisamment fiable à long terme et nécessite aussi un étalonnage fréquent. C'est un but de la présente invention de fournir un agencement pour mesurer le déplacement et la position de la poutre d'alimentation, avec lequel les difficultés indiquées ci-dessus sont évitées et avec lequel le fonctionnement du dispositif de perçage est sûr et fiable même pendant de grandes périodes de temps.Un autre but de la présente invention est de fournir un agencement pour mesurer le déplacement et la position de la poutre d'alimentation, qui soit simple et rapide à entretenir reparer et installer L'agencement selon la présente invention est caractérisé en ce que l1élément formant indicateur est une courroie dentée n'étant pratiquement pas élastique mais souple fixée à ses deux extrémites à la poutre d'alimentation et en ce que l'engrenage est relié au berceau et/ou au foret pour être en prise avec la courroie dentée de telle sorte que la courroie dentée s'enroule autour de l'engrenage sur une partie de la périphérie de l'engrenage. C'est une idée essentielle de la présente invention qu'unie courroie dentée pratiquement non élastique mais souple est utilisée en tant au'élément formant indicateur. Cette courroie dentée transmet le déplacement de la poutre d'alimentation à un résolveur prévu dans le berceau, ou le déplacement du perforateur de rocher par rapport à la poutre d'alimentation, au résolveur se déplaçant avec le perforateur de rocher via l'engrenage en prise avec le résolveur. En outre, c1 est une idée essentielle de la présente invention que la courroie dentée enveloppe ltengrenage du résolveur de maniere à être en prise avec une partie de la périphérie de 11 engrenage, de préférence autour de la moitié de la périphérie de l'engrenage, et donc les dents de la courroie dentée et de l'engrenage ne peuvent pas sauter les unes par rapport aux autres, maintenant ainsi la prise entre eux et fournissant une expression fiable et sûre du déplacement de la poutre d'alimentation ou du perforateur de rocher, respectivement. L'avantage de l'agencement selon la présente invention est que la courroie dentée souple et non élastique est simple à installer et à fixer aux deux extrémités sur la poutre d"alimentation pour être tendue de manière adaptée. En outre, lorsque la courroie dentée se détériore. il est facile de la remplacer puisqu'il est uniquement nécessaire qu'elle soit fixée par ses extrémités à la poutre dfalimentation. Un avantage supplémentaire de la présente invention est que des erreurs de position entre la poutre d'alimentation et le berceau, ou le perforateur de rocher et la poutre d'alimentation, sont évitées, permettant ainsi un fonctionnement fiable de maniere permanente de 11 agencement. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, faite uniquement à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une représentation schématique d'un mode préféré de réalisation dlun agencement selon la présente invention, - la figure 2 est une representation schématique d'un détail d'agencement de la présente invention, du passage d'une courroie dentée autour de l'engrenage d'un résolveur monté dans un berceau, - les figures 3a et 3b sont des vues schématiques latérales et de dessus, partiellement en coupe, de moyens de fixation d'une courroie dentée adaptés de manière avantageuse au dispositif selon la présente invention, et - la figure 4 est une représentation schématique d'un autre mode préféré de réalisation de l'agencement selon la présente invention. La figure I est une représentation schématique d'un dispositif de perçage de rocher, ayant une poutre d'alimentation 1 au-dessus de laquelle se déplace un perforateur 3 de rocher mettant en rotation une tige de perçage 2. La poutre d'alimentation 1 est reliée d'une manière connue en soi de manière mobile par rapport à un berceau 4 dans sa direction longitudinale, et la poutre d'alimentation est déplacée par un ensemble de puissance agissant entre la poutre a alimentation et le berceau, aussi d'une manière connue en soi. Le berceau 4 à son tour est fixé à I'extrémité d'un bras 5 de perçage habituel.Puisque les déplacements ci-dessus entre la poutre d'alimentation et le berceau et aussi les parties, dispositifs et ensembles de puissance nécessaires pour produire lesdits déplacements et le déplacement entre le perforateur de rocher et la poutre d'alimentation sont connus de manière courante et apparaîtront de manière flagrante à l'homme du métier et qu'ils ne sont pas essentiels à la présente invention, il n1 est pas considéré comme nécessaire de les expliquer de manière précise dans la présente demande. En tant qu'elément formant indicateur, une courroie dentée 6 est fixée au deux extrémités par 11 intermédiaire de moyens de fixation 7 à la poutre d'alimentation 1 dans la direction longitudinale de celle-ci, sur le côté dirigé vers le berceau 4 et de préférence sur la surface dirigée vers le berceau 4. La courroie dentée 6 a de préférence une denture dirigée vers la surface de la poutre d'alimentation 1, de telle sorte qu'elle soit autant que possible protégée de la poussière et des saletés.La courroie dentée 4 tourne par rapport au berceau 4 autour de poulies 8a et 8b de déviation fixees sur le berceau 4, en stéloignant de la poutre d'alimentation etssen outre, autour de ltengrenage 9 du rêsolveur (non représenté), prévu à 11 intérieur du berceau 4 et servant en tant qu' indicateur, sur approximativement un demi-tour, de telle sorte que l'engrenage 9 reste entre la courroie dentée 6 et la poutre d'alimentation 1. La figure 2 représente plus en détail la maniere dont la courroie dentée 6 passe autour de l'engrenage 9 du résolveur 9a. La courroie dentée 6 qui entre dans la direction de la poutre d1alimentation 1 tourne autour de la poulie de déviation 8a au niveau de la première extrémité de la poutre d'alimentation, s'éloigne de la poutre d'alimentation et ensuite tourne autour de ltengrenage 9, revient vers la poutre d'alimentation 1 et tourne autour de la seconde poulie de déviation 8b pour avoir pratiquement la direction de la poutre d'alimentation 1 vers son autre extrémité.Avec cette solution, une surface de contact importante est obtenue entre la courroie dentée 6 et l'engrenage 9, et donc un saut des dents les unes par rapport aux autres est impossible et en outre la surface de contact peut être accrue par rapport à celle représentée sur la figure, à partir d'une longueur de contact environ la moitié de la périphérie de 11 engrenage, pour être nettement plus grande c1 est à dire dépasser 2700 de la périphérie de l'engrenage, si on le désire, pour éviter autant que possible un saut de dent. Les figures 3a et 3b sont des vues schématiques de moyens de fixation 7 de la courroie dentée adaptés de manière avantageuse pour l'agencement selon la présente invention, par 11 intermédiaire desquels la courroie dentée 6 peut être facilement fixée à chaque extrémité de la poutre d'alimentation 1 et par l'intermédiaire desquels la courroie dentée peut facilement être remplacée. Les moyens de fixation 7 comportent un corps 7a destiné à être installé contre la surface de la poutre d'alimentation 1 qui est dirigée vers le berceau 4. Les moyens de fixation comportent en outre un élément 7b de fixation qui peut être fixé contre le corps 7a à l'aide de vis 10.L'élément 7b de fixation et le corps 7a forment entre eux une gorge allongée ayant pratiquement la direction de la poutre d'alimentation 1. La gorge est dimensionnée de telle sorte que la courroie dentée s1 adapte dans cette derniere. En outre, les moyens de fixation 7 comportent des moyens de serrage 7c avec lesquels l'extrémité de la courroie dentée est fixée de manière réelle et qui doivent être placés des deux côtés de la courroie dentée 6 et appuient la courroie dentée 6 vers le corps 7a.Une partie essentielle des moyens de fixation 7 est une partie ll de courroie découpée provenant de la courroie dentée utilisée, qui est disposée dans les moyens de fixation 7 dans la gorge du corps et de l'élément de fixation, la partie arrière plate étant dirigée vers la poutre d'alimentation 1 c1 est à dire que la denture est contre la denture de la courroie dentée 6, et fixée à l'aide des vis 10 et de I'élément 7b de fixation en étant immobile par rapport au corps 7a.La fixation réelle de la courroie dentée 1 est réalisée en disposant son extrémité dans les moyens de fixation 7, la denture étant dirigée vers la poutre d'alimentation 1, contre la partie 11 de courroie de telle sorte que les dents de chacune soient en prise avec les espaces entre dents de l'autre en empêchant par conséquent les dents de glisseur de manière relative. Les moyens de serrage 7c et leurs vis 12 de fixation serrent l'extrémité de la courroie dentée contre la partie Il de courroie avec une force appropriée Les moyens de fixation 7 sont agencés à chaque extrémité de la poutre d'alimentation 1, la courroie dentée étant donc facile à installer en disposant une extrémité de la courroie dentée dans les moyens de fixation 7 au niveau d'une première extrémité de la poutre d'alimentation et en la serrant par l'intermédiaire des moyens de serrage 7c. Après quoi, la courroie dentée 6 est passée via les poulies 8a et 8b de déviation autour de l'engrenage 9 du résolveur situé dans le berceau, et l'autre extrémite de la courroie dentée est fixée sur les moyens 7 de fixation situés au niveau de l'extrémité opposée de la poutre d'alimentation, comme indiqué précédemment. Cette solution de fixation a l'avantage que l'installation et le remplacement de la courroie dentée 6 est simple et facile, et que la courroie dentée reste fixée de manière sure avec une charge adéquate sans autres dispositions. Un avantage supplémentaire de cette solution est que si la force de serrage des moyens de serrage 7c est suffisante. la courroie dentee 6 peut résister à une force excessive et de manière analogue, dans ce cas la partie 11 de courroie située dans les moyens de fixation 7 et la denture de la courroie dentée et de la partie de courroie peut se déplacer à partir d'un creux de dent vers un autre. Donc la courroie dentée 6 ne sera pas nécessairement brisée. Dans l'agencement selon la présente invention, lors du déplacement de la poutre d'alimentation 1 par rapport au berceau 4, la courroie dentée 6 se déplace avec la poutre d'alimentation 1 à la même vitesse, et passe de manière simultanée autour de ltengrenage 9 du résolveur 9a. Ceci engendre dans le résolveur un signal proportionnel au déplacement, permettant de mesurer de manière précise la position de la poutre d'alimentation 1 par rapport au berceau 4 Lorsque la courroie dentée 6 est tendue de manière adaptée dans la direction longitudinale de la poutre d'alimentation 1, le mouvement de rotation de l'engrenage 9 du résolveur et le mouvement longitudinal de la poutre d'alimentation 1 sont de manière précise proportionnels, et donc le signal émis par le résolveur pour une distance et une position est aussi précis.Si la courroie dentée 6 est endommagée de manière telle qu'elle rende la mesure inefficace, la courroie peut être remplacée de manière relativement rapide et facile, puisque cela ne necessite que de faire passer une nouvelle courroie dentée autour de l'engrenage du rêsolveur et de fixer ses extrémités aux moyens de fixation 7 situés au niveau des extrémités de la poutre d'alimentation. Le fonctionnement Présolveur et la création d'un signal par son intermédiaire sont connus de manière courante et par conséquent il n'est pas considéré comme nécessaire de les expliquer de manière plus précise ici. La figure 4 représente un autre mode préféré de réalisation de la présente invention dans lequel, en plus de la mesure du déplacement relatif de la poutre d'alimentation 1 et du berceau 4, l'agencement comporte en outre des moyens pour mesurer le déplacement relatif du perforateur 3 pour rocher et de la poutre d'alimentation 1. Sur la figure 4, les références numériques utilisées correspondent à celles de la figure 1. Sur la figure 4, une seconde courroie dentée 13 est fixée sur le perforateur 3 pour rocher à côté de la poutre d'alimentation 1 de manière analogue à celle de la courroie dentée 6 les extrémités de la seconde courroie dentée étant fixées à la poutre d'alimentation 1 à l'aide de moyens de fixation 14 correspondant aux moyens de fixation 7. Le chariot (non représenté) appartenant normalement au perforateur 3 pour rocher et formant un ensemble qui se déplace de manière simultanée au perforateur de rocher est en prise avec un second engrenage 15 qui est relié, de manière analogue à l'engrenage 9, à un indicateur indiquant la rotation de l'engrenage 15.La courroie dentée 13 à son tour passe, comme représenté sur la figure 1 via une première poulie de déviation 16a pour tourner en s 'éloignant de la poutre d'alimentation 1 et pour passer autour de l'engrenage 15 dune manière telle que les dentures de la courroie dentée 13 et de l'engrenage 15 soient en prise l'une avec l'autre et ensuite pour revenir à partir du dessous d'une seconde poulie de déviation 16b pour tourner encore dans la direction de la poutre d'alimentation 1. Dans ce cas, lorsque le perforateur 3 pour rocher se déplace le long de la poutre d'alimentation, la courroie 13 reste stationnaire et l'engrenage 15 entre en rotation, l'indicateur relié à l'axe de l'engrenage émettant un signal proportionnel à la distance parcourue.Donc, l'indicateur indiquera la position du perforateur pour rocher par rapport à la direction longitudinale de la poutre d'alimentation 1, à partir de sa position 3zéror normale qui est de manière typique la position la plus arriere du perforateur pour rocher sur la poutre d'alimentation 1. En principe, à la fois la position du perforateur 3 pour rocher par rapport à la poutre d'alimentation 1 et la position de la poutre d'alimentation 1 par rapport au berceau 4 sont mesurées de manière analogue et avec un agencement similaire, rendant ainsi le dispositif facile à fabriquer et permettant une construction dans laquelle les mêmes composants peuvent être utilisés pour les deux types de mesure. Dans la description et les dessins cités antérieurement, la présente invention est expliquée à titre d'exemple uniquement, et la présente invention n'est en aucune manière réduite à ceux-ci. La courroie dentée peut avoir des formes et des dentures différentes et son passage le long de la surface de l'engrenage du resolveur ou autre indicateur peut être réalisé de différentes manières.Par l'intermédiaire d'agencements à poulies de déviation adaptées, la courroie dentée peut être disposée par exemple pour passer entre l'engrenage du résolveur et la poutre d'alimentation, la denture étant dirigée en s1 éloignant de la poutre d'alimentation, pourvu que le contact de la courroie dentée le long de la périphérie de l'engrenage du résolveur soit suffisante pour permettre qu'il n1y ait pas de saut des dents, contrairement à la technique antérieure. Les gorges situées dans les moyens de fixation nécessitent que la courroie dentée puisse aussi être réalisée d'une certaine autre manière, et les gorges peuvent être aussi prévues dans les moyens de serrage s'il est souhaitable que la denture soit dirigée à l'opposa de la poutre d'alimentation. Le résolveur muni de l'engrenage et des poulies de déviation peut être monté directement dans le berceau, le perforateur de rocher ou le chariot pour foret, ou fixé à un châssis séparé qui à son tour est fixé sur le berceau et de manière correspondante au perforateur de rocher ou chariot de foret. Au lieu d1un résolveur, certains autres dispositifs formant indicateurs peuvent être utilisés pour calculer la rotation de l'engrenage pour autant qu'un signal indicateur ayant la forme requise pour la commande automatique soit obtenu. REVENDICATIONS 1. Dispositif de mesure de la position d'une poutre d'alimentation (1) par rapport à un berceau (4) et/ou de mesure de la position d'un perforateur (3) de rocher par rapport à la poutre d'alimentation (1) dans un ensemble de perçage situé dans un dispositif de perçage de rocher, comportant un berceau (4) pouvant être fixé à un bras (5), une poutre d'alimentation (1) installée dans le berceau (4) de manière mobile par rapport au berceau dans la direction longitudinale de la poutre d'alimentation, et un perforateur (3) de rocher relié à la poutre d'alimentation (1) de maniere mobile dans la direction longitudinale de la poutre d'alimentation (1), le dispositif comportant un élément formant indicateur denté allongé fixé sur la poutre d'alimentation (1) dans sa direction longitudinale, et un engrenage (9; 15) relié à l1élément formant indicateur et en prise avec la denture de l'élément formant indicateur, dans lequel par le déplacement de la poutre d'alimentation (1) par rapport au berceau (4) ou par le déplacement du perforateur (3) de rocher par rapport à la poutre d'alimentation (1) I'élément formant indicateur fait tourner l'engrenage (9; 15) et l'indicateur mesure la rotation de l'engrenage (9; 15), émet des signaux proportionnels au déplacement, caractérisé en ce que l'element formant indicateur est une courroie (6; 13) dentée pratiquement non élastique mais souple fixée aux deux extrémités sur la poutre d'alimentation (1), et en ce que l'engrenage (9; 15) est relié au berceau (4) et/ou au perforateur (3) de rocher pour être en prise avec la courroie dentée (6, 13) de telle sorte que la courroie dentée (6; 13)stenroule autour de l'engrenage (9; 15) sur une partie de la périphérie de l'engrenage (9; 1S'. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une courroie dentée (6) est reliée à la poutre d'alimentation (1) pour être en vis à vis du berceau (4) pour se déplacer avec la poutre d'alimentation (1) et en ce qu'un engrenage (9) et un dispositif formant indicateur (9a) sont reliés au berceau (4) d'une maniere telle que le dispositif formant indicateur (9a) mesure la position de la poutre d'alimentation (1) par rapport au berceau (4). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'une courroie dentée (13) est reliée à la poutre d'alimentation (1) de manière à etre dirigée vers le perforateur (3) de rocher et en ce qu'un engrenage (15) et un dispositif formant indicateur sont reliés pour se déplacer avec le perforateur (3) de rocher d'une manière telle que l'indicateur mesure la position du perforateur (3) de rocher par rapport à la poutre d'alimentation (1). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une poulie de déviation (8a, 8b; 16a, 16b) installée de chaque côté de l'engrenage (9; 15) dans la direction longitudinale de la poutre d'alimentation (1), en ce que la courroie dentée (6; 13) est installée en ayant sa denture dirigée vers la poutre d'alimentation (1) pour tourner autour de la poulie de déviation (8a; 16a) située sur le premier côté d'extrémité de la poutre d'alimentation (1) pour être déviée en s'éloignant de cette dernière, pour tourner autour de l'engrenage (9; 15) à nouveau vers la poutre d'alimentation (1) et encore tourner autour de la seconde poulie de déviation (8b; 16b) vers l'autre extrémité de la poutre d1alimentation (1). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de fixation (7; 14) installés à la poutre d'alimentation (1) pour fixer les extremités de la courroie dentée (6; 13), les moyens de fixation (7; 14) ayant des gorges qui cooperent avec la denture de la courroie dentée (6; 13) et dans lesquels la denture de la courroie dentée r6; 13) peut être reçue, et au moins un moyen de serrage (7c) pour serrer la courroie dentée (6; 13) contre des gorges et la fixer ainsi de manière immobile par rapport à la poutre d'alimentation (1). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les gorges situées dans les moyens de fixation (7; 14) sont fournies par une partie (11) de courroie dentée fixée aux moyens de fixation (7; 14), installée ayant une denture contre la denture de la courroie dentée.