Brevet FR2735813A1 — publié le 19961227

La présente invention concerne un ensemble destiné à un organe télescopique d'avance d'une machine de forage de roches dont une poutre d'avance est formée de deux parties télescopiques qui se déplacent l'une par rapport à l'autre en direction longitudinale, un vérin d'allongement étant raccordé entre ces parties, un piston se déplaçant dans ce vérin de manière que le vérin d'allongement soit raccordé à une première partie télescopique et que la tige du piston soit raccordée à l'autre partie télescopique, afin que ces parties soient déplacées l'une par rapport à l'autre, si bien que la machine de forage de roches se déplace le long de la première partie télescopique sous la commande d'un vérin séparé d'avance. On utilise des organes télescopiques d'avance dans une machine de forage de roches lorsqu'il est nécessaire de forer des trous de longueurs différentes dans des circonstances différentes, car une longue poutre d'avance ne peut pas toujours être utilisée. Dans un tel organe télescopique d'avance, la poutre d'avance est formée de deux parties de poutre qui se déplacent l'une par rapport à l'autre en direction longitudinale, si bien que le forage avec la tige la plus courte ne nécessite le déplacement que d'une partie de poutre d'avance dans la machine de forage, mais le forage avec des tiges plus longues que le mouvement d'avance comprend à la fois le mouvement d'une première partie de poutre de forage dans la machine de forage, puis un mouvement mutuel des parties de poutre d'avance. Un problème posé par les solutions connues est que, lorsque les parties de poutre d'avance se déplacent l'une par rapport à l'autre, leur position ne peut pas être déterminée avec précision sans utilisation d'appareils complexes de mesure. Une conséquence est que le mouvement d'avance est difficile à maîtriser, il nécessite des travaux supplémentaires et présente des inconvénients. D'autre part, lors du forage de trous de longueur prédéterminée, une mesure continue du déplacement de la tige est nécessaire et présente aussi des difficultés, et elle nécessite aussi une observation continue par la personne qui fore. La présente invention a pour objet la réalisation d'un ensemble à poutre télescopique d'avance pour machine de forage de roches grâce auquel la longueur d'avance peut être facilement déterminée à volonté et verrouillée, si bien qu'aucune opération de mesure n'est nécessaire après un premier réglage, avant un changement de la longueur de la tige ou de la profondeur du trou à forer.L'ensemble selon l'invention est caractérisé ce que le vérin d'allongement comporte un piston séparé d'ajustement monté afin qu'il soit mobile autour de la tige du piston si bien qu'il peut se déplacer indépendamment du piston du vérin d'allongement, trois espaces séparés étant formés dans le cylindre du vérin d'allongement, et chaque espace du vérin est raccordé à un canal séparé de circulation de fluide sous pression, afin que le piston d'ajustement puisse être déplacé en position voulue soit par rapport au vérin d'allongement, soit par rapport au piston, et puisse être bloqué par rapport à celui-ci. L'idée essentielle sur laquelle repose l'invention est que le cylindre d'allongement placé entre les parties de poutre d'avance comporte un piston séparé d'ajustement qui peut se déplacer autour de la tige du piston du vérin dans la direction longitudinale du vérin, si bien que trois espaces sont formés pour un fluide sous pression dans le cylindre et la circulation du fluide dans l'un de ces espaces ou en dehors de ces espaces peut être interrompue de manière que le piston d'ajustement limite la longueur de la course du piston du vérin d'allongement à une valeur voulue. De cette manière, il est possible d'ajuster la longueur du mouvement entre les parties de la poutre télescopique d'avance d'une manière telle que la longueur voulue de forage est obtenue. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels la figure 1 indique schématiquement comment un ensemble selon l'invention destiné à une poutre télescopique d'avance d'une machine de forage de roches est réalisé, la figure 2 représente un vérin d'allongement utilisé dans l'ensemble selon l'invention, sous forme schématique mais plus détaillée, et la figure 3 représente schématiquement une connexion hydraulique convenant à l'ensemble selon l'invention. La figure 1 représente une machine 1 de forage de roches qui peut être raccordée à une tige 2 de forage d'un trou dans une roche. Cette machine 1 est montée afin qu'elle soit mobile dans sa direction longitudinale, c'est-à-dire dans la direction de forage, sur une poutre télescopique d'avance comprenant une partie télescopique externe 3a et une partie télescopique interne 3b. La machine de forage est montée afin qu'elle soit mobile sur la partie télescopique externe 3a si bien qu'elle peut se déplacer essentiellement sur toute la longueur de la partie télescopique 3a. A cet effet, un vérin 4 d'avance est monté sur cette partie, le piston 4a du vérin étant raccordé à une première extrémité à la partie 3a de poutre.Le vérin est raccordé à un rouleau d'avance 5 autour duquel passe une chaîne ou un câble d'avance ou un dispositif analogue déplaçant la machine de forage 1, d'une manière connue. Comme la machine de forage de roches, ainsi qu'une poutre d'avance et divers dispositifs utilisés à cet effet, sont bien connus et évidents pour l'homme du métier, on considère qu'il n'est pas nécessaire de décrire plus en détail ces caractéristiques. Entre les parties télescopiques 3a et 3b de la poutre d'avance, un vérin 6 d'allongement est incorporé et contient un piston 6a. La tige 6b du piston 6a est raccordée à l'une des parties télescopiques, la partie interne 3b sur la figure, et le cylindre du vérin est raccordé à l'autre partie télescopique, la partie externe 3a. La figure représente schématiquement le vérin d'allongement monté à l'extérieur des parties télescopiques 3a et 3b et parallèlement à celles-ci mais, le cas échéant, il peut aussi être monté à l'intérieur des parties télescopiques 3a et 3b d'une manière connue. Le piston 7 d'ajustement est en outre placé dans le vérin d'allongement 6 et se déplace autour de la tige 6b du piston en divisant l'espace de logement de liquide du cylindre du vérin 6 du piston vers la tige du piston en deux espaces séparés.En outre, la poutre télescopique 3 d'avance peut être raccordée de manière connue à une flèche ou à un berceau non représenté, de manière fixe ou amovible, qui n'est cependant pas obligatoire selon l'invention et qu'on ne décrit donc pas plus en détail pour cette raison. La figure 2 représente schématiquement un vérin d'allongement 6 dans lequel se déplace un piston 6a dont la tige 6b dépasse à l'extérieur du vérin 6. Un piston 7 d'ajustement est placé autour de la tige 6b si bien que trois espaces 8a, 8b et 8c sont formés dans le cylindre du vérin 6. Pour que le fluide sous pression puisse être transmis aux espaces séparés, le vérin 6 comporte trois canaux d'alimentation en fluide sous pression, un premier canal 9a rejoignant l'espace 8a, et un second canal 9b rejoignant l'espace 8b à l'autre extrémité du cylindre du vérin 6. Un fluide sous pression est transmis à l'espace 8c compris entre le piston 6a et le piston d'ajustement 7 de manière qu'un conduit séparé 10 transmette un fluide sous pression au milieu du cylindre du vérin 6, ce conduit passant dans le piston 6a et dans la tige creuse 6b. L'un des trous 11 traverse la paroi de la tige 6b vers l'espace 8c. Pour que le fluide sous pression ne s'écoule pas de manière superflue, le conduit 10 et évidemment le piston 6a, le piston 7 et la tige 6b de piston coopèrent de manière étanche l'un avec l'autre et avec la surface interne du cylindre du vérin 6 à l'aide de joints d'étanchéité 12a et 12e. La longueur de la course du vérin d'allongement peut être réglée par transmission de la quantité voulue de fluide sous pression dans l'espace 8b ou 8c et par utilisation des espaces restants pour le déplacement du piston 6a par rapport au cylindre du vérin 6. Si l'espace 8b est utilisé comme espace d'ajustement, cette utilisation peut être telle que le piston 6a est d'abord déplacé vers la droite sur la figure par rapport au cylindre du vérin 6 de manière que le piston 7 se déplace à un point voulu. Ensuite, l'écoulement du fluide sous pression vers l'espace 8b et en dehors de celui-ci est interrompu, si bien que le piston d'ajustement est bloqué en position et le piston 6a ainsi que la tige 6b peuvent être déplacés par rapport au cylindre du vérin 6 par transmission d'un fluide sous pression à l'espace 8a ou 8c, le cas échéant.De même, la longueur de la course peut être ajustée par déplacement du piston d'ajustement vers l'extrémité externe du cylindre du vérin 6, c'est-à-dire vers le côté droit sur la figure, par transmission d'un fluide sous pression à l'un des espaces 8a et 8b. Lorsque la circulation du fluide sous pression vers l'espace 8b est ensuite interrompue et du fluide sous pression est transmis à l'espace 8c par un canal 9c, le piston 6apeut être commandé, et ainsi la longueur du vérin 6 d'allongement peut être réglée à une dimension voulue.Ensuite, la circulation du fluide sous pression vers l'espace 8c et hors de celui-ci est interrompue par fermeture du canal 9c, si bien que le piston 6a et, avec lui, le piston d'ajustement 7 peuvent être déplacés alternativement par rapport au cylindre du vérin 6 par transmission du fluide sous pression en alternance dans l'espace 8a ou 8b. La figure 3 représente schématiquement une connexion hydraulique, c'est-à-dire un circuit qui peut être utilisé pour la mise en oeuvre de l'ensemble selon l'invention. Un vérin 4 d'avance destiné à déplacer une machine de forage est raccordé parallèlement à un vérin d'allongement 6. Lorsque le forage commence, le vérin d'avance est très court et le vérin d'allongement avance de la manière ajustée par le piston d'ajustement. Le piston d'ajustement 7 est bloqué en position par transmission du fluide sous pression dans l'espace 8b jusqu'à ce que le piston d'ajustement occupe une position convenable. Ensuite, un canal de pression débouchant dans l'espace 8b est fermé. Lorsque l'avance commence, le fluide sous pression est transmis par un canal 13, si bien qu'il pénètre dans l'espace compris entre un piston 4a du cylindre d'avance 4 et le cylindre du vérin 4 et pousse le piston 4a vers l'extérieur.De manière correspondante, le fluide sous pression s'écoule dans un canal 9c vers l'espace 8c entre le piston 7 d'ajustement et le piston 6a, si bien que ce dernier pousse vers l'extérieur par rapport au piston d'ajustement 7 et la longueur du vérin d'allongement diminue. Le fluide sous pression sort des deux vérins 4 et 6 par un canal 14 vers un récipient de fluide sous pression, non représenté. Les canaux 9a et 9c peuvent aussi comprendre, de manière connue, des organes séparés d'étranglement 15 et 16, de préférence réglables, permettant l'ajustement des rapports de débits des fluides sous pression introduits dans les espaces 8a et 8c de manière que, lorsque les deux canaux sont ouverts, les pistons se déplacent mutuellement de la manière voulue. Lorsque la machine de forage revient vers la position initiale, le fluide sous pression est transmis de manière correspondante par le canal 14, si bien que la longueur du vérin d'avance 4 diminue lorsque le piston 4a se déplace vers l'intérieur et, respectivement, la longueur du vérin d'allongement 6 augmente lorsque le piston 6a se déplace vers le piston 7 d'ajustement. Lorsqu'un changement de position du piston 7 d'ajustement est voulu, le procédé le plus simple pour la détermination de la position comprend d'abord le déplacement du piston 7 d'ajustement contre le piston 6a, puis l'allongement du vérin d'allongement 6 à la longueur voulue par déplacement du piston 6a vers l'extrémité du côté du piston d'ajustement. Le blocage ultérieur du piston d'ajustement à cet emplacement permet la répétition d'une course de même longueur d'une manière simple sans autre étape de mesure ou d'ajustement. Il est bien entendu que l'invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses éléments constitutifs sans pour autant sortir de son cadre. Par exemple, la structure et le fonctionnement du piston d'ajustement peuvent être très divers, mais il faut que ce piston soit placé sur la tige du piston du vérin d'allongement pour que la transmission du fluide sous pression de la manière voulue soit facile. REVENDICATIONS 1. Ensemble destiné à un organe télescopique d'avance d'une machine de forage de roches dont une poutre d'avance est formée de deux parties télescopiques (3a, 3b) qui se déplacent l'une par rapport à l'autre en direction longitudinale, un vérin d'allongement (6) étant raccordé entre ces parties, un piston (6a) se déplaçant dans ce vérin de manière que le vérin d'allongement (6) soit raccordé à une première partie télescopique et que la tige (6b) du piston soit raccordée à l'autre partie télescopique, afin que ces parties soient déplacées l'une par rapport à l'autre, si bien que la machine (1) de forage de roches se déplace le long de la première partie télescopique (3a) sous la commande d'un vérin séparé d'avance (4), caractérisé en ce que le vérin d'allongement (6) comporte un piston séparé d'ajustement (7) monté afin qu'il soit mobile autour de la tige (6b) du piston si bien qu'il peut se déplacer indépendamment du piston (6a) du vérin d'allongement (6), trois espaces séparés (8a à 8c) étant formés dans le cylindre du vérin d'allongement (6), et chaque espace (8a à 8c) du vérin est raccordé à un canal séparé (9a à 9c) de circulation de fluide sous pression, afin que le piston d'ajustement (7) puisse être déplacé en position voulue soit par rapport au vérin d'allongement (6), soit par rapport au piston (6a), et puisse être bloqué par rapport à celui-ci 2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tige (6b) du piston du vérin d'allongement (6) est tubulaire, et un conduit séparé (10) d'alimentation en fluide sous pression est disposé au milieu du vérin d'allongement, ce conduit passant dans la tige (6b) du piston et ayant une longueur telle que son extrémité, pour toutes les positions du piston (6a), se trouve à l'intérieur de la tige (6b) du piston, et le conduit (10) d'alimentation en fluide sous pression est séparé de manière étanche de l'espace interne de la tige (6b) du piston de manière qu'ils forment ensemble un canal solidaire pour un fluide sous pression, et qu' une ouverture au moins (11) traverse la paroi de la tige (6b) du piston et débouche dans l'espace (8c) du vérin entre le piston (6a) et le piston d'ajustement (7).