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Machine pour percer des galeries ou des tunnels dans la roche.
L'invention se rapporte à une machine pour percer des galeries ou des tunnels, à l'aide de laquelle sont exécutés, en évitant autant que possible l'emploi de main d'oeuvre, tous les travaux nécessaires pour l'abatage de la roche, pour l'enlèvement et le transport des déblais formés. La machine complète a comme fondement une machine de chargement analogue à celle décrite par exemple dans la revue " Der Bergbau " 1938, page 356, c'est-à- dire une machine où une pelle de chargement, dont la largeur dépasse celle de la bande transporteuse qui s'y raccorde et qui est située dans son alignement, est entraînée par un câble attaché devant elle à un point fixé à demeure et est, de force, obligée de glisser en dessous des déblais,
de sorte que ces derniers sont amenés sur la dite bande transporteuse par l'intermédiaire de la pelle dont la largeur diminue de façon à venir s'adapter à celle
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de la bande. De telles machines ont donné entière satisfaction et conviennent parfaitement pour enlever les déblais entassés devant elles.
L'invention repose sur la notion suivante à savoir qu'une telle machine de chargement simple peut être modifiée de manière à devenir une machine universelle en montant sur elle deux dispositifs supplémentaires qui peuvent être utilisés alternativement, à savoir :
1) un support de foreuses pour roches en vue de percer les trous nécessaires pour faire éclater la roche,
2) un dispositif pour amener sur la pelle les déblais disposés à côté du tranchant de cette dernière qui naturellement ne peut être élargie que dans une certaine limite.
Cette construction est rendue possible par le fait que, en considération des efforts énormes qui sont nécessaires pour faire glisser la machine de chargement proprement dite en dessous des déblais, cette machine même et avant tout sa pelle doivent présenter une solidité telle que le support des foreuses pour roches peut être monté directement sur la dite pelle quoique cette der- nière, de par son fonctionnement, s'avance assez librement audessus du châssis de la machine de chargement.
D'autre part, le dispositif de déblaiement nécessaire peut être enlevé du sol et être disposé sur la machine de chargement car cette dernière est fortement renforcée pour permettre la poussée de la pelle en dessous des déblais et est a même, malgré son étroitesse et sa légèreté relatives qui sont imposées par les conditions de transport souterrain, de recevoir également les efforts agissant sur les dispositifs basculants,efforts qui sont la conséquence naturelle du pivotement latéral de ce dispositif de grattage travaillant à la manière d'un râteau.
Comme cependant les zones de travail de ces deux dispositifs supplémentaires, c'est-à-dire du support des foreuses pour roches et de ce dispositif de déblaiement travaillant à la manière d'un
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râteau ou d'une pioche, se superposent au moins dans leur majeure partie, la construction est en outre réalisée de manière que le support des foreuses pour roches soit fixé sur la pelle de façon à pouvoir être remplacé facilement et rapidement, pour au reste ne s'appuyer qu'accessoirement contre la machine ;
tandis que, pendant le temps de son fonctionnement, le dispositif de déblaiement, qui est monté à la manière d'une grue, de façon à pouvoir pivoter en vue de parcourir sa zone de travail disposée latéralement par rapport à la pelle de chargement proprement dite, est basculé en arrière, de sorte que la machine laisse entièrement libre l'espace devant elle. Inversement, le support des foreuses est démonté après le forage et l'achèvement des trous pour l'abatage, de sorte que le dispositif de déblaiement à nouveau basculé vers l'avant peut travailler librement.
En particulier, le support des foreuses pour roches est constitué de manière que les montants du bâti de la foreuse soient fixés dans les environs des brides latérales limitant la pelle et soient étayés l'un par rapport à l'autre. Grâce à cette stabilité ainsi également donnée à la palette à forer, de même que grâce à la traction du câble, déterminée pour recevoir des efforts très violents et nécessaire pour déplacer préalablement la machine de chargement, le soutènement des foreuses est alors réalisé tout en amortissant avec certitude les poussées de réaction des mèches,
Comme maintenant la capacité de travail de la machine de chargement comme telle est extraordinairement grande, cette dernière est, dans l'ensemble,
mieux utilisée grâce à ce rapprochement du travail de forage tandis qu'elle serait sinon toujours inactive pendant un temps très long. Aussi, dans cet ordre d'idées, il est de première importance que chaque montage et chaque démontage du dispositif de forage soient exécutés aussi rapidement que possible afin de pouvoir passer si possible immédiatement du travail de forage ou d''abatage à celui de chargement. En conclusion, l'installation complète a été réalisée en suivant de très près ces prin-
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cipes directeurs comme le démontrera la description suivante faite à la lumière de l'exemple de réalisation représenté aux dessins.
Dans ces derniers, la figure 1 représente une projection verticale de la partie supérieure de la machine complète, tandis que la figure 2 permet de distinguer la disposition utilisée pour forer les trous à la base ; la figure 3 montre une vue de profil de la galerie prise contre son front de travail et la figure 4 en montre la projection horizontale correspondante.
La machine de chargement pouvant se déplacer grâce aux roues 61 et 62 est maintenue solidement à un point fixe dans le sol de la base au moyen du câble 15 qui s'enroule par l'intermédiaire du tambour de renvoi 19, sur le tambour de treuil 18 ; ce dernier est attaqué par le moteur 20 au moyen du cliquetage 21, 22 ; l'extrémité 16 de la pelle 16' s'enfonce en dessous des déblais pour pouvoir les enlever à l'aide de la bande transporteuse non dessinée.
Les douilles coniques 90 sont soudées dans les environs des surfaces limites latérales 16" (fig.3), à la partie avant de la pelle 16' constituée de manière que sa largeur soit égale à plusieurs fois celle du wagonnet de transport ; dans ces douilles sont emboîtés les tourillons des montants 91,91, ces derniers peuvent être serrés au moyen du coin 92 et inversement peuvent être desserrés au moyen du coin 93. Les deux montants 91, 91 pour les foreuses sont reliés l'un à l'autre par une contre-fiche 96 de sorte qu'ils forment pratiquement avec la large pelle exerçant une pression un tout rigide. Il est également possible d'étançonner encore les montants 91,91 en arrière par des entretoises 94 appuyées contre la machine de chargement proprement dite sans que cependant cela soit absolument nécessaire.
Des supports sont prévus aussi bien aux montants 91 qu'à la machine de chargement ; ils servent à constituer une plate-forme 95 utilisée pour le forage et le montage ; les entretoises 94, disposées en arrière, des montants 91 peuvent cependant être aussi utilisées comme surface d'appui pour la charpente constituant la plate-forme.
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La contre-fiche 96 qui relie entre eux les montants-supports 91 présente la forme d'un tube et sert en même temps de distributeur d'air comprimé pour les différentes foreuses 97, lesquelles sont disposées sur des bras coudés 98. Ces bras-supports 98 peuvent être déplacés vis-à-vis des montants 91, de sorte que - le cas échéant en faisant tourner simultanément les dits bras-supports coudés 98 - les foreuses peuvent être réglées à n'importe quelle hauteur et sous n'importe quelle inclinaison. Les montants-supports 91 sont pourvus vers le haut de prolongements 99 qui peuvent être déplacés à la main ou à l'aide d'air comprimé, jusqu'en dessous du faite dégagé lors de l'éclatement de la roche.
Ces pièces de prolongement 99 ont en outre pour tâche de maintenir en même temps les bras-supports destinés à recevoir les foreuses nécessaires pour percer les trous dans le faite de la galerie la liaison de ces pièces 99 avec les montants-supports 91 est constituée de manière qu'elles puissent être retirées vers le bas en un minimum de temps afin que la machine de chargement avec ses montants-supports encore disposés dans sa pelle puisse être ramenée dans la partie de la galerie complètement terminée, présentant une hauteur moindre.
L'eau projetée pour empêcher la poussière de devenir gênante est amenée au gicleur 102 au moyen d'un tuyau flexible 101, se raccordant à un second tube distributeur 100 pourvu d'un nombre correspondant de dérivations. La foreuse 103 pour le forage des trous de base repose sur un châssis 104 en forme de patin qui est soutenu grâce à un bras 105 par une traverse commune 106 reliant l'un à l'autre, à leurs parties inférieures, les deux montants-supports 91. Le bras 105 est, en outre, raccordé par une articulation aussi bien aux patins de guidage 104 qu'également à la traverse 106 de façon à permettre une transmission certaine de l'effort de réaction de la mèche sur les montants-supports 91.
La traverse 106 prend encore une autre signification spéciale pour autant qu'elle représente, lors du forage des trous de faï-
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te, un renforcement excessivement efficace pour les montants 91 ; de toute façon, elle peut, déjà lors du forage des trous de faite, être serrée sur les montants 91 sans que la foreuse 103 doive déjà être installée. Dans ce cas, la traverse 106 est placée de préférence un peu plus haut que lorsqu'elle doit répondre a sa destination première, lors de quoi elle peut en même temps servir aussi à mieux maintenir la plate-forme 95 utilisée pour le forage et le montage.
Grâce à cette plate-forme de montage construite de cette manière, on se trouve à même de forer tous les trous nécessaires pour faire sauter la roche, lors de quoi les poids aussi bien que les efforts de réaction des mèches sont reçus par la machine de chargement dont le mécanisme d'avance peut également se charger de l'entraînement des mèches. Le montage ou le démontage de toute l'installation de forage peut être- exécuté dans le temps relativement très court d'environ 10 minutes.
Le dispositif de déblaiement qui doit être installé à côté du support des foreuses et dont le fonctionnement doit alterner avec celui de ces dernières, est réalisé en particulier de manière à utiliser un bras oscillant simple, ayant la forme d'un cylindre et monté sur un tourillon vertical disposé sur la machine de chargement, lors de quoi ce tourillon est en même temps constitué en tant que cylindre-élévateur pour le mouvement de frappe de la pioche en direction verticale.
Le pivot vertical du dispositif de grattage est en outre disposé au point d'intersection ou aux environs du point d'intersection des bords latéraux, convergeant vers l'arrière, de la pelle, de sorte que les déblais par le déplacement en ligne droite, c'est-à-dire en forme de rayon, du piston de travail, et ce en position rabattue, sont grattés à l'intérieur de la pelle en ordre essentiel parallèlement aux arêtes latérales de cette dernière, Pour gratter les déblais, la pioche n'a ainsi plus besoin d'être basculée par un mécanisme moteur dans un plan horizontal, ce qui exerce une action très favorable sur la stabilité de la machine.
Il a encore été pris, dans le gui-
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dage de la pioche, des dispositions telles que grâce à ces dernières, il est possible de faire passer l'extrémité de la pioche au-dessus des brides limitant latéralement la pelle, lesquelles se terminent d'une manière allongée vers l'avant, et ce de telle façon que les déblais peuvent être enlevés du talus latéral et être amenés dans la pelle tout en évitant le danger du contact entre la pioche et la pelle exerçant une poussée.
Il est obtenu de cette manière, d'une part, une construction très simple et à faible encombrement, tout en gardant pour le dispositif de grattage un rayon d'action pratiquement identique et, d'autre part, on a ainsi encore créé la possibilité de faire tourner de 180 la pioche lorsque celle-ci est rentrée, afin de pouvoir l'écarter vers l'arrière sur la machine de chargement. Une plaque de blindage a encore été placée en vue de protéger dans cette position le dispositif de rotation et de levage, de sorte que, lors de la déflagration, la machine n'a besoin d'être reculée en arrière que de quelques mètres, car à présent les morceaux de roches projetés de tous les côtés lors de la déflagration de la charge ne peuvent endommager la dite machine d' aucune façon.
Il a été procédé, de pair avec la simplification du dispositif de grattage au point de vue construction, également à une simplification en rapport à la manipulation du dit dispositif. Ainsi l'oscillation de la pioche dans le plan horizontal a été rendue possible de la manière la plus simple, à l'aide d'une poignée, tandis que la manoeuvre du dispositif pour le soulèvement, la rentrée et la sortie de la pioche est commandée par une soupape générale, laquelle est disposée à la machine de chargement de telle façon qu'un ouvrier peut d'un seul endroit, commander aussi bien le mouvement d'oscillation que les autres mouvements.
Le dispositif de commande est monté de manière que, par la rotation d'un levier de commande, tout comme dans le cas de l'emploi d'une manivelle, on passe de l'un à l'autre sur les différents degrés de commutation nécessaires pour la réalisation des mouvements de la
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pioche. Un fonctionnement extrêmement sensible du dispositif de grattage est réalisé de cette manière. En tout cas, le travail de la pioche peut, de ce fait, être surveillé de très près et être modifié suivant les données fournies par l'observation, de sorte que la dite pioche peut toujours en fait être placée là où la plus grande action doit être exercée.
Voila indiquée ainsi en même temps la différence que présente le dispositif suivant l'invention par rapport aux dispositifs connus, établis en vue de remplir un but analogue et dont le déplacement est commandé le plus souvent desmodromiquement avec l'avancement de la machine de chargement ou avec le fonctionnement de l'élévateur disposé sur cette dernière, de sorte qu'il leur manque la sensibilité et la faculté d'adaptation aux circonstances variant suivant chaque abatage et se rapportant à la stratification et à la position des déblais formés.
La construction et le fonctionnement de cette partie de l'objet de l'invention vont être expliqués plus en détails à l'aide des dessins annexés. Parmi ceux-ci, la figure 5 représente en projection verticale une machine de chargement en position de travail et la figure 6 la projection horizontale de la même machine; la figure 7 montre en coupe une particularité de la dite machine, dessinée à une plus grande échelle.
La machine de chargement qui, avec sa pelle, se glisse,grâce à l'emploi du câble de traction 15, en dessous des déblais qui se sont entassés, prend les pierres avec sa pelle, les conduit à l'aide de l'élévateur 10 au-dessus de la partie médiane 11 de la machine et du bras arrière 13 et va les déverser dans les chariotstransporteurs prêts a les recevoir. L'organe 36, en forme de console, est monté sur les surfaces ajustées 27 de la partie médiane 11 de la machine; il porte en son milieu -c'est-à-dire en principe au point d'intersection des brides qui limitent latéralement la pelle et qui convergent vers l'arrière - un support vertical 51.
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Le bras oscillant 31 est, de par l'emploi d'une butée à billes 70, disposé de manière à pouvoir tourner autour de ce support 51 ; il est fixé dans une articulation 34 disposée en dehors de l'axe oscillant vertical, lui permettant de se mouvoir dans un plan vertical. Cette articulation 34 fait elle-même partie d'un organe de base constituant en même temps le cylindre-élévateur 71 et s'appuyant sur l'organe 51 ; elle exécute également le mouvement giratoire dans le plan horizontal contre le mandrin d'arrêt.
Le piston 72 se déplace dans le cylindre-élévateur 71, il s'emboîte par l'intermédiaire de sa tige 73 dans le milieu d'un étrier 74 entourant, comme le ferait un U, le cylindre ; les articulations 75, auxquelles se raccorde le bras oscillant 31 entourant à la manière d'une fourche le cylindre-élévateur, sont disposées aux branches verticales de l'étrier 74. La limitation vers le haut du déplacement du bras oscillant est réalisée en fixant la base de la fourche du levier oscillant à des butées appliquées au carter du cylindre-élévateur.
Afin d'éviter que, lors de la chute de la pioche, il ne se produise en aucune circonstance des chocs préjudiciables entre le piston 72 et le couvercle inférieur du cylindre 71, la tige 73 du piston est constituée dans le genre d'une barre de télescope, lors de quoi un amortisseur constitué par des disques en caout chouc 82 alternant avec des disques métalliques 83 est'intercalé entre la partie supérieure 73 et la partie inférieure 73' de la tige du piston, Cet amortisseur exerce une action telle que le piston 72 peut'venir heurter sa butée inférieure sans cependant de la sorte avoir à transmettre dans le cylindre toute la force vive dégagée par la chute de la pioche.
En outre, les dimensions sont telles que, par exemple dans la position la plus basse de la pioche 35, celle-ci, lors de son déplacement vers l'intérieur de la pelle (voir figure 5), reste cependant toujours à une certaine distance au-dessus de la surface inclinée antérieure et des brides limites latérales de la pelle, afin d'empêcher de cette fagon
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que, lorsque des coups sont donnés à vide, la pioche endommage la pelle. On est ainsi également assuré de ce que la pioche ne peut pas saisir devant le tranchant de la pelle ou devant les brides limites, de sorte que l'on évite également ainsi de faire subir à ces dernières des efforts excessifs qui seraient développés dans ce cas.
Une autre particularité importante se rapportant à la commande des efforts exercés par la pioche consiste en ce que le piston 72 est pourvu d'un prolongement 84 servant de guide, dirigé vers le bas et formant la continuation de la tige de piston 73, lequel prolongement traverse le cylindre 71 et s'emboîte dans une glissière 85' fixée dans l'organe 36, en forme de console, de la machine de chargement. Une enveloppe de protection 76, qui entoure extérieurement le cylindre, est prévue au piston afin de protéger la surface de ce dernier qui sort du cylindre lorsqu'il se soulève.
Le bras oscillant 31 présente également la forme d'un cylindre, à la tige de piston 77 duquel est disposée la pioche de traction proprement dite 35. Pour exclure toute rotation de la pioche et d'autre part pour obtenir un piston relativement petit, le cylindre est construit en tant que cylindre double ; cela présente encore l'avantage que, par suite des tiges de piston relativement minces, la hauteur du fer de la pioche devient relative ment plus grande.
Ce fer de la pioche est, chaque fois suivant la pente du talus des déblais à charger, placée de manière à former avec les tiges de piston un angle tel que lorsque la pioche tombe, son extrémité vient prendre effectivement derrière les morceaux de roche à déplacer ; de même, cet angle doit être choisi de manière à rendre impossible tout glissement de la pioche lors de son passage au-dessus de la surface inclinée de la pelle.
Le cylindre portant la pioche présente une longueur telle que la pioche, lorsqu'elle est complètement retirée, peut pivoter jusqu'à atteindre le front de la galerie, tandis que lorsqu' elle est rentrée, il est possible de la faire passer devant l'un
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des fronts de la galerie et ainsi de la faire basculer vers l'arrière, comme cela est indiqué en pointillé à la figure 5, sur la partie médiane 11 de la machine de chargement ;
il faut aussi noter que la pioche est montée sur les joues de l'élévateur de fagon à être fixée lorsque la machine se déplace, tout en permettant cependant au transporteur à racloirs de continuer à se dérouler. A l'organe de base portant l'articulation 34 est fixée une plaque de blindage 85 en forme de panneau, qui protège le cylindre 71, les articulations 34, 75 ainsi que la crapaudine 70 contre tout endommagement qui serait causé par les morceaux de roche projetés en tout sens lors de la déflagration.
L'amenée de l'agent moteur au cylindre-élévateur 71 ainsi qu'également aux cylindres de travail du bras oscillant 31 est réalisée par une conduite se branchant sur la conduite d'amenée principale pour la machine motrice 20 et par l'intermédiaire d'une soupape de commande 78, disposée latéralement sur la partie médiane 11 de la machine. Des tuyaux flexibles, rendant possible le déplacement de la pioche dans chaque direction, partent de cette soupape de distribution 78 et conduisent vers les différents cylindres-élévateurs ; une soupape d'échappement est intercalée devant le cylindre-élévateur 71 effectuant le déplacement vertical de la pioche ; elle permet d'obtenir un échappement rapide de l'air en dessous du piston lorsque la pioche retombe en vue de produire une certaine action percutante.
Le dispositif de commande 78 est constitué par un tiroir rotatif qui peut être tourné au moyen d'une manivelle 80. En outre, les plots de commutation sont répartis sur le tiroir rotatif de telle façon que lorsque la manivelle 80 tourne en partant de la position première et se place sur le degré de commutation I, le bras oscillant 31 est d'abord soulevé, la manivelle continuant à tourner en direction circulaire arrive sur le degré de commutation II, les tiges de piston 77 avec la pioche 35 sont alors poussées vers l'extérieur. Le bras oscillant peut chaque fois être balancé dans le plan désiré grâce à
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une manette 81 que manoeuvre le même ouvrier tout en restant au même endroit.
Lorsque la manivelle 80 est déplacée sur le degré de commutation III, la soupape d'echappement est complètement ouverte de sorte que le cylindre-élévateur 71 est subitement dégagé et la pioche tombe sur les déblais à enlever. Lorsque l'on passe sur le degré de commutation IV, les déblais saisis par la pioche sont déplacés vers le centre de la pelle, la tige de piston 77 étant attirée vers l'intérieur. En outre la pioche doit, lorsqu'elle est complètement rabattue, être déplacée en ordre essentiel parallèlement aux brides limites latérales, lors de quoi cependant la pioche peut à nouveau saisir dans certaines limites au-dessus de ces brides latérales. A partir de cette position fondamentale et après le passage sur le degré de commutation V dégageant complètement le cylindre, le cycle des opérations recommence.
La disposition des différents plots de commutation sur un arc de cercle et leur manipulation continue successive représente pour l'ouvrier une simplification sensible, de sorte qu'il peut concentrer toute son attention sur le travail de chargement et de grattage.
REVENDICATIONS.
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