BE570277A - - Google Patents

Description

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   Cette invention se rapporte aux machines pour pratiquer des excava- tions ou des galeries dans la terre et est d'une utilité particulière pour faire progresser de façon ordonnée et effective de gros forages de la terre tels que des galeries d'accès à des mines percées à flancs de coteau, des tunnels pour le passage de divers véhicules, des tunnels pour dériver des cours d'eau, des tun- nels formant vannes de tête d'eau et divers autres ouvrages analogues. 



   Un but de l'invention est de créer une machine de ce genre capable de produire rapidement à travers un terrain rocheux ou analogue et avec une assez grande facilité une galerie à parois lisses. 



   Une particularité de cette machine excavatrice réside dans ce fait qu'elle est pourvue à son extrémité avant d'un équipement de coupe capable de désagréger le terrain en cours de forage sur la totalité du gàbarit d'avancement de la machine. 



   Une autre particularité de cette machine c'est qu'elle comporte un dispositif commode pour assurer le déblaiement rapide de tous les matériaux aussi bien fins que grossiers provenant de la zone creusée dans la terre, de sorte que l'a- vancement de la machine s'opère de façon continue et régulièreo 
Une autre particularité encore de cette machine réside dans ce fait qu'elle comprend un chariot mobile comportant un bâti combiné à un système de le- vage, ce dernier étant commandé pour faire avancer le chariot vers le front de taille en vue de la désagrégation de celui-ci. 



   La tête de coupe de cette machine excavatrice est munie de fraises ou molettes rotatives et d'un dispositif assurant l'entraînement d'une partie au moins de ces fraises, afin que la traction qui en résulte fasse tourner la tête de coupe. 



   Suivant une autre particularité de l'invention, la tête de coupe de la machine est munie de fraises rotatives et d'un dispositif permettant de mettre en place sélectivement ces fraises afin d'entailler efficacement le terrain qui doit être creusé sur le front d'avancement de la machine ou, au contraire, de ramener en arrière les fraises afin que l'ensemble de la machine puisse être li- brement déplacé le long de la galerie qu'elle vient de pratiquero 
D'autres buts et particularités de l'invention découlent de la suite de ce texte qui se lit en regard du dessin annexé dans lequel:

   
La figo 1 est une vue en perspective d'un mode de réalisation de la machine haveuse ou excavatrice en questiono 
La figo 2 est une vue de détail de la tête de coupe de cette machine montrant un mode d'entraînement de cette tête et de mise en place des fraises ou molettes radialement à elle. 



   La fig. 3 est une vue en perspective d'une dent amovible utilisable sur les fraises rotatives et étudiée de façon qu'il soit inutile de mettre au re- but les enveloppes des fraises quand les dents sont uséeso 
La machine telle que la prévoit l'invention est désignée dans son en- semble par   1;   elle comprend un chariot avant 2 et un chariot arrière 3 reliés entre eux par un bâti 4. Celui-ci comprend un système de levage muni d'une tige 5 garnie à son extrémité arrière d'un collier de fixation 6. Une tête de coupe 7 est montée pour pouvoir tourner sur la partie avant du bâti 4; elle est portée par le chariot avant 2. 



   La tête de   coupe 3   comprend un plateau de support   10   solidaire d'un arbre 11 monté sur une ossature 8. Des paliers de construction convenable sont prévus pour supporter la poussée axiale qui s'exerce sur la tête 7. L'un de ces paliers est représenté en 9. Le   plateau 10   est pourvu de glissières   12   fixées contre sa face avant et dans lesquelles peut coulisser un système de fraises ou 

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 molettes 13. Chacun de ces systèmes comprend des fraises internes 13' qui creu- sent le sol à proximité de la partie centrale de la galerie et des fraises ex- ternes 13" qui creusent le sol à proximité du pourtour de la galerie en mainte- nant à celle-ci un gabarit d'avancement uniforme. 



   Chaque système de fraises ou molettes est mobile radialement au pla- teau de support   10   sous l'action d'un vérin 14. Cette disposition permet de don- ner la position convenable aux systèmes de fraises sur le plateau de support 10, afin que les fraises attaquent et entaillent la totalité de la face circulaire du front d'avancement de la galerie en cours de percemento En outre, cette dis- position permet un retour en arrière sélectif des systèmes de fraises vers le centre de rotation de la   tête .1   de façon qu'il n'y ait pas d'interférence entre elle et les parois environnantes quand l'ensemble de la machine doit être rame- né en arrière par rapport au front d'avancement. On remarquera à cet égard que les fraises internes   13'   sont très voisines les unes des autres.

   Il en résulte que pour ménager l'espace nécessaire au mouvement des fraises externes   13"   vers l'intérieur, il faut que les fraises 13' soient tout d'abord déplacées vers l'ex- térieur sur une distance suffisante pour que les fraises externes   13"   puissent être ramenées vers l'intérieur jusqu'à la position prévus comme déjà indiquée 
Chacun des systèmes de fraises 13 comprend un corps 15 monté à coulis- sement dans une des glissières   12   et portant à son extrémité externe un arbre 16 sur lequel est montée la fraise désignée dans son ensemble par 17. Ces fraises comportent des éléments périphériques coupants tels que des dents   18   qui atta- quent et désagrègent le sol 19.

   Les fraises 17 sont nécessairement grandes dans une machine haveuse ou excavatrice destinée à creuser une galerie ou un tunnel pouvant être parcouru par des véhicules. Les dents 18 peuvent faire corps avec l'enveloppe de la fraise comme le montre la fig. 2. Mais il est préférable que les dents soient séparables afin que l'ensemble de la fraise n'ait pas besoin d'être remplacé quand les dents sont usées. Dans la figo 3 est représentée à cet égard une dent remplaçable 18' capable d'être fixée à l'enveloppe de fraise cor- respondante par n'importe quels organes de fixation connus dans cette technique. 



   Il doit être entendu que les dimensions, la disposition et le nombre des éléments coupants de chaque fraise doivent être tels que celle-ci possède les caractéristiques de coupe désirés qui sont imposées par les divers types de sols ou de terrains à creuser et que les fraises qui opèrent à la périphérie de la ga- lerie en cours de percement doivent avoir des caractéristiques de coupe telles que celles des faces terminales des dents de talon   20   que montre la fige 2. La fraise 13 visible dans cette figure est représentée légèrement ramenée en arrière par rapport à sa position de travail dans laquelle les dents de talon   20   atta- quent et entaillent le front d'avancement 21 et maintiennent en même temps la paroi cylindrique 22 formant le gabarit périphérique de la galerie en cours de percement. 



   La tête de coupe 7 peut être actionnée par n'importé quelle source d'énergie convenable. Cependant comme il faut prévoir un couple cinématique ex- trêmement élevé pour creuser une galerie de grandes dimensions, il est préféra- ble que chacun des systèmes de fraises 13 soit également utilisé comme élément de traction. En vue de ce résultat, un moteur tel qu'un moteur électrique 23 est monté dans une cavité du corps 15 du porte-fraise. L'arbre 24 de ce moteur est fixé à la fraise 17. Le courant électrique arrive au moteur 23 par un câble 25. 



  Cette disposition non seulement soustrait la tête de coupe 7 à un couple élevé mais supprime la nécessité de prévoir un équipement additionnel pour vaincre le couple antagoniste. 



   Le plateau de   support   présente sur son pourtour une série d'entail- les ou alvéoles   26   dans chacune desquelles est fixé un auget 27 à profil en V. 



  Pendant la rotation de la tête de   coupe-1,   les augets 27 ramassent les déblais qui s'accumulent à la partie inférieure de la galerie en cours de percement et qui sont entraînés vers le haut pour être évacués par gravité dans une trémie 28 

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   d'où   ils sont déchargés sur un transporteur   29   et entraînés vers l'arrière de la machine jusqu'à une seconde trémie 30 puis jusqu'à une goulotte 31 en vue d'être déposés dans un wagonnet 32 placé au-dessous de cette trémie. 



   Au cours du percement de la galerie, une quantité considérable de fines ou poussières se produite Pour faciliter leur évacuation et assurer le dé- poussiérage du chantier, il est prévu plusieurs tuyères d'aspiration 33 montées sur le chariot de support 2 et s'étendant vers l'avant jusqu'à des endroits voi- sins du pourtour de la tête de coupe. Ces matériaux sont entraînés à travers un conduit 33 et sont de même déposés dans le wagonnet ou la berline 32 afin que tous les déblais résultant du travail de havage ou de creusage du sol puissent être continuellement évacués à l'écart de la zone de travail. 



   Le collier de fixation 6 est pourvu de patins 34 montés sur les ex- trémités externes des tiges 35 des pistons de vérins 36 dont les extrémités oppo- sées sont articulées à une chape 37 solidaire de l'extrémité de la   tige 5   du bâti   4   formant en même temps système de levageLes extrémités postérieures des vérins 36 sont également assujetties à des vérins écarteurs 38 dont les extré- mités internes sont articulées sur un prolongement 39 de l'extrémité de la tige 5.

   Gräêce à cette construction, le système de fixation se prête à un réglage fa- cile en vue de l'engagement des parois de la galerie en cours de percement, de sorte que l'actionnement du système de levage principal englobant le bâti 4 as- sure la propulsion de la machine vers l'avant c'est-à-dire vers le front d'avan- cement de la galerie en cours de percement. 



   L'énergie nécessaire à l'actionnement des divers mécanismes de la ma- chine est fournie par des moteurs de type convenable quelconque désigné dans leur ensemble par 40 et 41 et montés sur les chariots de support mobiles 2 et 3. Ces moteurs peuvent être autonomes ou bien, comme cela est d'ailleurs classique dans cette technique, ils peuvent être alimentés par des câbles électriques remontant jusqu'au niveau du sol ou s'étendant jusqu'à l'embouchure de la galerie. 



   Des particularités importantes de cette machine découlent du bref ex- posé de son fonctionnement qui est donné ci-après. On supposera que la machine est logée à l'intérieur d'une galerie en cours de percement et que les systèmes de fraises 13 sont montés sur le plateau de support 10, de telle sorte que les fraises 17 puissent creuser petit à petit le sol en attaquant le front d'avance- ment   19 de   la galerie. On ramène en arrière le bâti et on actionne les vérins du dispositif de fixation 6 de telle sorte que les patins 34 attaquent fermement les parois de la galerie. On envoie ensuite l'énergie dans la machine pour faire avancer la tête de coupe 7. On envoie en même temps l'énergie dans les différents éléments de travail pour leur permettre d'accomplir leurs fonctions respectives. 



  Si désiré, l'effort de propulsion exercé par la membrure 1 peut être aidé par la puissance appliquée aux roues de traction montées sur l'un et (ou) l'autre des chariots de support mobiles   2   et 3. Comme expliqué précédemment, les déblais ré- sultant de l'action des fraises 17 descendent par gravité et sont recueillis par les augets 27 et, pour ce qui est des poussières, par les tuyères d'aspiration   33;   puis déversés dans le wagonnet 32 placé sous la trémie 31'. Ce wagonnet est remplacé de temps à autre selon les nécessités du travail en vue d'assurer un fonctionnement continu. 



   On remarquera que la machine forme un ensemble autonome. Les chariots de support mobiles espacés et alignés forment un train stable et mobile conjugué au bâti principal ¯1 qui sert à la fois à supporter l'ensemble et à le propulser vers le front d'avancement afin de permettre le percement de la galerie. Cette disposition assure en même temps l'accessibilité désirable des divers éléments de la machine et les fonctions qui sont nécessaires à la progression régulière du travail de percement de la galerie.

   Le fait que les fraises respectives 17 sont en totalité ou pour certaines d'entre elles actionnées individuellement con- tribue à réduire au minimum l'encombrement de la tête de coupe 7 et de son systè- me d'actionnement tout en permettant un remplacement ou une réparation facile des 

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 systèmes individuels en cas de panne ou de défaillance mécanique. 



   Cette machine est utilisable en premier lieu pour creuser rapidement des galeries de grande section telles que des tunnels ferroviaires, routiers ou autres ou pour des travaux du même genre. 



   Les détails de réalisation peuvent être modifiés, sans s'écarter de l'invention, dans le domaine des équivalences mécaniques. 



   REVENDICATIONS.

Claims (1)

1. 1. Machine excavatrice pour creuser le sol spécialement utilisable pour le percement de galeries ou tunnels caractérisée en ce qu'elle comprend une tête de coupe montée pour pouvoir tourner sur une extrémité d'un chariot mobile et un support annulaire sur la face duquel sont fixés plusieurs systèmes de frai- ses ou molettes, un équipement de levage monté sur ce chariot mobile et un dis- positif assujetti sur cet équipement, commandé par lui et agissant contre les parois de la galerie en cours de percement, de telle façon que lorsque cet équi- pement est actionné, le chariot mobile et la tête de coupe progressent vers le front d'avancement de la galerie pour y creuser le solo 2.

   Machine suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle com- prend des chariots mobiles espacés reliés entre eux par un bâti dans lequel les organes de levage s'étendent longitudinalement à l'ensemble formé par le bâti et les chariots.

   3. Machine suivant la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comprend des organes pour faire tourner la tête de coupe pendant la progression de la machine, afin que le front d'avancement de la galerie soit progressivement désagrégé par la tête de coupe.

   40 - Machine suivant la revendication 3, caractérisée en ce que le dispositif assurant la rotation comprend un moteur faisant tourner au moins certaines des fraises portées par la tête de coupe pour faire tourner celle-ci.

   5.- Maohine suivant la revendication 3 caractérisée en ce qu'elle comprend plusieurs systèmes de fraises montés sur la face travaillante de la tête de coupe, et un moteur associé à la fraise de certains au moins de ces sys- tèmes,afin d'entraîner la fraise associée pour faire tourner la tête de coupe et les systèmes associés, de manière à désagréger le sol sur le front d'avancement qui est attaqué par les fraiseso 60 - Machine suivant la revendication 3 caractérisée en ce que la tête de coupe comprend un support rotatif sur lequel sont ménagées plusieurs glis- sières s'étendantradlialement dans lesquelles sont montés les systèmes de fraises, des moyens étant prévus pour la mise en place sélective de ces systèmes de frai- ses dans les glissières.

   7. - Machine suivant la revendication 2 caractérisée en ce qu'elle comprend un transporteur disposé longitudinalement sur le bâti, et un équipement supporté par la tête de coupe pour déposer les déblais sur ce transporteur.

   8.- Machine suivant la revendication 2 caractérisée en ce qu'elle comprend des organes d'aspiration disposés sur le chariot avant à proximité de la tête de coupe pour l'évacuation des fines ou poussières provenant du creusage du sol au fur et à mesure de l'avancement du travail de percement de la galerie.