Brevet FR2711178A1 — publié le 19950421

L'invention concerne une machine de havage. notamment pour réaliser une saignée dans un front de taille, en particulier pour la construction de la voute ou de la prévoute d'une galerie. On connait des machines de havage dans lesquelles l'outil de havage est monté sur un mat télescopique porté par un support que l'on déplace pour réaliser la saignée ainsi que des machines de havage comportant un guide transversal sur lequel l'outil est astreint à se déplacer pour réaliser la saignée. La présente Invention vise à fournir une machine de havage ne nécessitant ni déplacement du support ni guide transversal pour réaliser une saignée. Un autre but de l'invention est de fournir une machine de havage permettant de forer aussi bien dans un front de taille incliné que dans un front de taille vertical. Encore un but de l'invention est de fournir une machine de havage permettant d'exercer sur l'outil de havage une force de pénétration importante. L'invention vise également à fournir une machine de havage permettant de modifier à volonté le profil de la saignée. Un autre but de Invention est de fournir une machine de havage permettant de réaliser une programmation du fonctionnement de la machine. La machine de havage de Invention comporte un support mobile qui porte à pivotement autour d'un axe horizontal une structure télescopique dans une direction perpendiculaire au dit axe et destinée à porter une tète de havage et elle est caractérisée par le fait que la tête de havage est montée sur la structure télescopique par l'intermédiaire d'un dispositif de double translation longitudinale comportant une glissière longitudinale portée par un chariot luimême déplaçable longitudinalement sur la structure télescopique. la tête de havage étant montée coulissante sur cette glissière. La combinaison des deux glissières permet de forer aussl bien dans un front de talle droit que dans un front de taille incliné. sans déplacer le support de la machine et sans nécessiter de guide transversal. Dans une réalisation préférée. la structure télescopique est une structure rigide en forme de portique constituée d'un montant avant et d'un montant arrière télescopiques encastrés en partie haute dans une poutre longitudinale sur laquelle se déplace le coullsseau. et articulés au support en partie basse par des pivots alignés définissant l'axe de pivotement longitudinal. On décrira cl-après un exemple de réalisation d'une machine conforme à l'invention. en référence aux figures du dessin Joint. et la description et les figures feront apparaitre d'autres particularités de l'inventlon. La figure 1 est une vue de principe longitudinale de la machine de havage de l'invention; la figure 2 est une coupe de principe transversale de la machine; la figure 3 est une perspective de princlpe du support de la machine; la figure 4 est une vue longitudinale de la machine en fln de havage d'une saignée dans la partie supérieure du front de taille d'une galerie; la figure 5 est une vue transversale de la machine; la figure 6 est une vue longitudinale de la machine en position repliée, et la figure 7 est une vue transversale de la machine en position de travail pour la réalisation d'un pledroit, et la figure 8 est une vue transversale de la machine dépll*ee latéralement dans la galerie. La machine représentée sur les figures comprend: - un support déplaçable longfludinalement et transversalement; - un portique rigide constitué de deux montants avant et arrière télescopiques qui pivotent sur le support autour d'un axe horizontal longitudinal réglable en hauteur et d'une poutre longitudinale: - un dispositif à double translation longitudinale fixé sur la poutre du portique: - une tête de havage portée par le dispositif à double translation et munie d'un outil de havage. Le support est constitué d'une charpente mobile 1, par exemple montée sur chenilles qui comporte à l'avant. comme à l'arrière, deux caissons transversaux 2.3 dans lesquels coulissent respectivement deux bras stabilisateurs horizontaux 4.5 qui portent des patins escamotables 6 d'appui au sol, l'un des bras pouvant coulisser vers la drolte et l'autre bras pouvant coulisser vers la gauche de la charpente. La charpente comporte également à l'avant, comme à l'arrière un montant 7 sur lequel peut coulisser verticalement un palier 8. Les deux paliers opposés8 définissent un axe de pivotement longitudinal 9. Des vérins appropriés (ou tout moyen équivalent) commandent - les coulissements transversaux des bras stabilisateurs. - les coulissements verticaux des paliers. - l'escamotage des patins d'appui. En agissant sur ces vérins. on peut donc à volonté: - déplacer le support longitudinalement au moyen des chenilles. les patins d'appui étant rentrés; - déplacer la charpente latéralement en faisant coulisser les caissons sur les bras stabilisateurs, les patins d'appui étant sortis; - déplacer les patins d'appui vers la droite ou vers la gauche. la charpente étant fixe et reposant sur les chenilles; - déplacer verticalement les paliers 8 pour régler la position en hauteur de l'axe 9. par exemple pour faire coincider cet axe avec celui de la galerie à creuser, pour abaisser le niveau d'attaque du front de taille, pour réduire l'encombrement en hauteur de la machine, etc. Les montants arrière 10 et avant 11 sont constitués chacun, par exemple. d'un ensemble de deux caissons télescopiques flxés en parallèle sur un support commun 12 monté sur l'un des pivots 8. A leurs extrémités supérieures. les deux caissons sont encastrés dans la poutre longitudinale 13 du portique. Des moyens appropriés (vérins. pignons motorisés) commandent le développement des caissons et le pivotement du support 12 sur le pivot 8. Le dispositif à double translation longitudinale comprend: - un chariot inférieur 14 (dit chariot de front incliné) qui se déplace longitudinalement sur la poutre 13 du portique sous l'action d'un vérin 15 (ou tout moyen équivalent); - une glissière 16 (dite glissière de pénétration) qui est portée par le chariot 14. avec possibilité d'inclinaison réglable. le chariot inférieur portant un pivot transversal 17 sur lequel est articulée la glissière 16 et des vérins 18 (dits vérins de réglage de l'angle de pénétration), ou tout moyen équivalent, pour commander le pivotement de la glissière sur le pivot 17: - un chariot supérieur 19 (dit chariot porte-lames) déplaçable à translation sur la glissière 16 sous l'action d'un vérin 20 dans le cas de la fig. 1 (ou tout moyen équivalent, par exemple une crémaillère disposée le long de la glissière et engrenant avec des pignons motorisés 20' solidaires du chariot dans le cas de la fig. 4) - une tête de havage T fixée à l'avant du chariot supérieur 19 et munie d'un outil de havage L. par exemple une ou des lames à chaîne pourvues de dents de havage. cette tête pouvant être pivotée vers la droite ou vers la gauche du chariot autour d'un axe 22 sous l'action de vérins 21 (dits vérins de braquage) ou de tout moyen équivalent. La charpente de la machine porte à l'arrière un poste de pilotage W à une hauteur réglable et la machine est équipée d'un robot de projection de béton R situé à l'avant de la machine. Des capteurs appropriés détectent les positions des différentes parties mobiles de la machine et sont reliées à un ordlnateur de pilotage qui commande les mouvements de ces parties suivant un programme défini notamment en fonction de la nature du terrain. de l'inclinaison du front de taille. du profil et de la profondeur de la saignée à réaliser. Sur la fig. 1 on a schématisé essentiellement: - l'axe longitudinal de pivotement 9 du portique; - les montants télescopiques avant 11 et arrière 10. et la poutre longitudinale 13 du portique P; - le chariot inférieur 14 du dispositif de translation et son vérin d'actionnement 15; - la glissière 16 du dispositif de translation articulé sur le pivot 17 du chariot inférieur et dont l'inclinaison est commandée par les vérins 18: - le chariot supérieur 19 déplaçable le long de la glissière sous l'action d'un vérin 20; - la tête de havage T munie de l'outil de havage L; - les vérins de braquage 21 de la tête de havage. Sur la fig. 2, qui est un schéma transversal, on a représenté par un hexagone l'un des paliers 8 du support du portique. L'invention n'est pas limitée à une structure de palier particulière. La fig. 3 est un schéma partiel du support de la machine sur lequel on a représenté les bras stabilisateurs télescopiques 4.5 et leurs patins d'appui 6. les paliers 8 qui définissent l'axe 9 de la machine. Les flèches symbolisent sur la figures des possibilités de mouvement des parties mobiles du support. La fig. 4 est une vue plus détaillée. dans un plan axial vertical de la machine en cours de service pour un forage en partie supérieure d'un front de taille, et la fig. 5 est une vue de la machine en plan transversal. Pour réaliser un forage dans le front de taille suivant un angle de pénétration constant, on règle l'inclinaison de la glissière 16 selon cet angle et on fait avancer le chariot supérieur 19 le long de la glissière, le support de la machine et le chariot inférieur 14 restant fixes. Pour modifier le point d'attaque du front de taille. on fait pivoter le portique sur le support autour de raxe 9 et / ou on mocilfie la position en hauteur et / ou la position latérale des paliers 8 sur lesquels pivote le portique et / ou on joue sur le développement des montants télescopiques du portique. Si le front de taille est incliné. on fait reculer progressivement le chariot supérieur 14 sur le portique au fur et à mesure que l'on abaisse le niveau du point de creusement du front de taille. La machine offre donc de nombreuses possibilités de configuration et de travail. par exemple: - La vue longitudinale de la fig. 6 représente la machine à l'état repliée. le chariot supérieur reculé au maximum. le portique repllé au maximum, les pivots abaissés au maximum et les patins d'appui escamotés. - La flg. 7 est une vue transversale de la machine en position de travail pour réaliser un forage dans le front de taille. à l'emplacement d'un piedroit de soutien de la voute. - La fig. 8 représente la machine déplacée latéralement dans le tunnel. Dans un procédé typique de mise en oeuvre de la machine. on réalise par exemple les opérations suivantes pour constituer une prévoûte au moyen de saignées successives comprenant (fla. 5) une première série de saignées (dites impaires) séparées par des intervalles dans lesquelles on réalisera une deuxième série de saignées (dites paires). Phase 1 Positionnement et réglage de la machine pour faire coincider l'axe longitudinal 9 avec l'axe du centre de la prévoûte à réaliser. de telle sorte que l'on n'ait pas à déplacer le support de la machine pendant tout le cycle de réalisation de la prévoûte. Phase 2 Forage des saignées impaires (S1 à S7) par pénétrations successives de l'outil de havage dans le front de taille dans la partie de voûte à rayon constant, le portique pivotant autour de l'axe 8 entre deux forages successifs. Pendant les forages. le robot de projection remplit les saignées déjà creusées. Phase 3 Forage des saignées paires (S2 à S6) en rognant la couche superficielle de béton des tranches des saignées impaires adjacentes précédemment réalisées et remplissage des saignées. Phase 4 Abaissement vertical de l'axe de rotation 9 pour obtenir l'orientation désirée des bases des piédroits. Phase 5 Forage des saignées (Sp) des piédroits par pénétration horizontale de l'outil de forage. puis rotation longitudinale de cet outil en fond de saignée, et enfln recul de l'outil en position Inclinée. Pendant sa rotation et son recul. L'outil creuse sa trace dans le terrain. Lors de la réalisation de la deuxième saignée du deuxième piédroit, le robot rempllt de béton la saignée du premier piédroit. Phase 6 Repli et recul de la machine afin d'effectuer le terrassement du tunnel à l'abri de la prévoûte ainsi réalisée. L'invention n'est pas limitée à cet exemple de mise en oeuvre de la machine. L'invention n'est pas non plus limitée à l'utilisation d'un outil de havage particulier. REVENDICATIONS 1. Machine de havage, notamment pour réaliser une saignée dans un front de taille, en particulier pour la construction de la voute ou d'une prévoute dans une galerie. comportant un support mobile (1-8) qui porte à pivotement autour d'un axe longitudinal (9) une structure (10-13) qui est télescopique dans une direction perpendiculaire au dit axe et qui porte une tête de havage (T). caractérisée par le fait que la machine comporte un dispositif de double translation longitudinale qui comprend un chariot (14) déplaçable longitudinalement sur la structure télescopique et une glissière longitudinale (16) portée par ce chariot et sur laquelle coulisse la tête de havage, et des moyens (15.20) pour commander le déplacement du chariot et pour commander le coulissement de la tête de havage. 2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que la glissière longitudinale (16) est à inclinaison réglable. 3. Machine selon la revendication 2. caractérisée en ce que le chariot (14) porte un pivot horizontal transversal (17) sur lequel est articulée la glissière et un ou des vérins (18) pour faire pivoter la glissière autour de ce pivot. 4. Machine selon l'une des revendications 1 à 3. caractérisée en ce que la tête de havage (T) est articulée à l'avant d'un chariot supérieur (19) qui coullsse sur la glissière. 5. Machine selon rune des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la structure télescopique (10-13) constitue un portique longitudinal rigide. 6. Machine selon la revendication 5, caractérisée en ce que la structure télescopique comprend des montants télescopiques avant et arrière (11,10) qui sont portés en partie basse par deux pivots respectifs (8) du support de la machine et qui sont encastrés en partie haute dans une poutre longitudinale (13). 7. Machine selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le support de la machine comprend une charpente (1) mobile comportant à l'avant et à l'arrière des caissons transversaux (2.3) dans lesquels sont montés à translation des bras stabilisateurs (4,5) qui portent des patins escamotables (6) d'appui au sol. ladite charpente comportant des montants avant et arrière (7) dans lesquels coulissent verticalement des pallers (8) définissant ledit axe longitudinal (9) de pivotement de la structure télescopique.