CA2654496C - Appareil rotopercutant hydraulique du type perforatrice - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un appareil rotopercutant hydraulique du type perforatrice, destiné à la perforation de trous de mine, comportant : un mécanisme de frappe équipé d'un piston (5) mobile en translation suivant un axe de frappe et destiné à venir frapper un outil (10); un moteur hydraulique (2) entraînant en rotation l'outil (10) selon un axe de rotation, l'axe de rotation du moteur (2) étant sensiblement coïncidant à l'axe de frappe du piston (5), caractérisé en ce qu'il comporte un carter (1) formant support, le mécanisme de frappe étant hydraulique et comportant un corps longitudinal (4) monté en rotation dans le carter (1) suivant l'axe du corps (4), le corps (4) étant entraîné en rotation directement par le moteur et couplé à l'outil (10).
Description
Appareil rotopercutant hydraulique du type perforatrice L'invention concerne un appareil rotopercutant hydraulique du type perforatrice, destiné à la perforation de trous de mine.
Des perforatrices sont utilisées dans diverses applications, telles que le forage de carrières, de tunnels ou de mines.
Ces appareils sont composés d'une machine porteuse dite porteur sur laquelle se trouve une glissière, cette dernière recevant un appareil rotopercutant, du type perforatrice.
La perforatrice est généralement constituée d'un mécanisme de frappe et d'un mécanisme de rotation. Celle-ci, installée sur le porteur, reçoit alors une puissance hydraulique et la transforme en puissance mécanique de frappe et de rotation pour effectuer les trous de minage grâce à une barre de forage et un taillant en contact avec le rocher.
Le mécanisme de frappe est généralement assemblé rigidement dans le carter de l'appareil rotopercutant alors que le mécanisme de rotation comprenant un moteur monté latéralement sur un axe parallèle à celui du mécanisme de frappe, entraîne en rotation, par l'intermédiaire de pignons de réduction, l'emmanchement de la barre de forage.
Cet emmanchement est donc animé d'un mouvement de rotation et reçoit les chocs, fournis par le piston, du mécanisme de frappe.
L'inconvénient de cette solution classique réside dans le coût important de l'appareil, dû à la présence de pignons qui sont des pièces chères et dont l'implantation dans l'appareil nécessite des dispositifs mécaniques coûteux.
Le document CH338419 décrit un appareil rotopercutant comportant :
- un mécanisme de frappe équipé d'un piston mobile en translation suivant un axe de frappe et destiné à venir frapper un outil, et - un moteur entraînant en rotation l'outil selon un axe de rotation sensiblement coïncidant à l'axe de frappe du piston.
Le mécanisme de frappe est rapporté sur la face arrière du carter du moteur.
Cette juxtaposition du carter et du mécanisme de frappe a pour conséquence un dimensionnement important et une structure complexe de l'appareil rotopercutant.
Des perforatrices sont utilisées dans diverses applications, telles que le forage de carrières, de tunnels ou de mines.
Ces appareils sont composés d'une machine porteuse dite porteur sur laquelle se trouve une glissière, cette dernière recevant un appareil rotopercutant, du type perforatrice.
La perforatrice est généralement constituée d'un mécanisme de frappe et d'un mécanisme de rotation. Celle-ci, installée sur le porteur, reçoit alors une puissance hydraulique et la transforme en puissance mécanique de frappe et de rotation pour effectuer les trous de minage grâce à une barre de forage et un taillant en contact avec le rocher.
Le mécanisme de frappe est généralement assemblé rigidement dans le carter de l'appareil rotopercutant alors que le mécanisme de rotation comprenant un moteur monté latéralement sur un axe parallèle à celui du mécanisme de frappe, entraîne en rotation, par l'intermédiaire de pignons de réduction, l'emmanchement de la barre de forage.
Cet emmanchement est donc animé d'un mouvement de rotation et reçoit les chocs, fournis par le piston, du mécanisme de frappe.
L'inconvénient de cette solution classique réside dans le coût important de l'appareil, dû à la présence de pignons qui sont des pièces chères et dont l'implantation dans l'appareil nécessite des dispositifs mécaniques coûteux.
Le document CH338419 décrit un appareil rotopercutant comportant :
- un mécanisme de frappe équipé d'un piston mobile en translation suivant un axe de frappe et destiné à venir frapper un outil, et - un moteur entraînant en rotation l'outil selon un axe de rotation sensiblement coïncidant à l'axe de frappe du piston.
Le mécanisme de frappe est rapporté sur la face arrière du carter du moteur.
Cette juxtaposition du carter et du mécanisme de frappe a pour conséquence un dimensionnement important et une structure complexe de l'appareil rotopercutant.
2 Selon un mode de réalisation, le moteur est pneumatique. Dans ce cas, la présence de pignons devient nécessaire. Il en résulte donc un coût important de l'appareil.
L'invention tend à remédier à ces inconvénients en proposant un appareil rotopercutant de structure simple et compacte, et dont le coût de fabrication est réduit.
A cet effet, l'invention concerne un appareil rotopercutant hydraulique du type perforatrice, destiné à la perforation de trous de mine, comportant :
- un mécanisme de frappe équipé d'un piston mobile en translation suivant un axe de frappe et destiné à venir frapper un outil, - un moteur hydraulique entraînant en rotation l'outil selon un axe de rotation, l'axe de rotation du moteur étant sensiblement coïncidant à l'axe de frappe du piston, caractérisé en ce qu'il comporte un carter formant support, le mécanisme de frappe étant hydraulique et comportant un corps longitudinal monté en rotation dans le carter suivant l'axe du corps, le corps étant entraîné
en rotation directement par le moteur et couplé à l'outil.
Un tel dispositif ne nécessite ainsi pas la présence de pignons ou autre système, puisque l'axe de rotation est sensiblement confondu avec l'axe du mécanisme de frappe.
Avantageusement, le moteur hydraulique est raccordé à deux lignes d'alimentation en fluide, et le mécanisme de frappe est alimenté en fluide par deux conduits d'entrée et de sortie, destinés à être reliés respectivement à
des alimentations en haute et basse pressions Préférentiellement, l'outil est couplé à une extrémité du corps.
Selon une première forme de réalisation de l'invention, le corps est couplé à un arbre de sortie du moteur au niveau de son extrémité.
Selon une deuxième forme de réalisation, le moteur est à arbre creux.
Selon une caractéristique relative à la seconde forme de réalisation, une partie du corps est solidaire en rotation de l'arbre creux du moteur.
De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant,
L'invention tend à remédier à ces inconvénients en proposant un appareil rotopercutant de structure simple et compacte, et dont le coût de fabrication est réduit.
A cet effet, l'invention concerne un appareil rotopercutant hydraulique du type perforatrice, destiné à la perforation de trous de mine, comportant :
- un mécanisme de frappe équipé d'un piston mobile en translation suivant un axe de frappe et destiné à venir frapper un outil, - un moteur hydraulique entraînant en rotation l'outil selon un axe de rotation, l'axe de rotation du moteur étant sensiblement coïncidant à l'axe de frappe du piston, caractérisé en ce qu'il comporte un carter formant support, le mécanisme de frappe étant hydraulique et comportant un corps longitudinal monté en rotation dans le carter suivant l'axe du corps, le corps étant entraîné
en rotation directement par le moteur et couplé à l'outil.
Un tel dispositif ne nécessite ainsi pas la présence de pignons ou autre système, puisque l'axe de rotation est sensiblement confondu avec l'axe du mécanisme de frappe.
Avantageusement, le moteur hydraulique est raccordé à deux lignes d'alimentation en fluide, et le mécanisme de frappe est alimenté en fluide par deux conduits d'entrée et de sortie, destinés à être reliés respectivement à
des alimentations en haute et basse pressions Préférentiellement, l'outil est couplé à une extrémité du corps.
Selon une première forme de réalisation de l'invention, le corps est couplé à un arbre de sortie du moteur au niveau de son extrémité.
Selon une deuxième forme de réalisation, le moteur est à arbre creux.
Selon une caractéristique relative à la seconde forme de réalisation, une partie du corps est solidaire en rotation de l'arbre creux du moteur.
De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant,
3 à titre d'exemple non limitatif, plusieurs formes d'exécution de cet appareil rotopercutant.
Figure 1 est une vue en coupe partielle longitudinale d'un appareil rotopercutant suivant une première forme d'exécution de l'invention ;
Figure 2 est une vue correspondant à la figure 1, d'une autre forme de réalisation de l'invention.
La figure 1 décrit une première forme de réalisation de l'invention.
L'appareil rotopercutant, à savoir une perforatrice, comporte un carter 1 équipé
d'un moteur hydraulique 2 auquel sont raccordées deux lignes d'alimentation 15. Le moteur hydraulique 2 est situé à l'arrière de la perforatrice et comporte un arbre de sortie 3.
La perforatrice comporte en outre un mécanisme de frappe hydraulique comprenant un corps 4 sensiblement cylindrique, à l'intérieur duquel est monté un piston de frappe 5 de manière déplaçable en translation suivant l'axe du corps 4.
Le corps 4 est couplé à l'axe de sortie 3 du moteur hydraulique 2, à
une première extrémité au niveau de laquelle est ménagé un logement central.
L'accouplement est réalisé par l'intermédiaire d'un entraînement coaxial direct, par exemple du type arbre et logement cannelés ou accouplement élastique.
L'axe du corps 4 coïncide ainsi avec l'axe de rotation du moteur 2, le piston 5 étant disposé de sorte que l'axe de frappe, c'est-à-dire l'axe de translation du piston 5 sur lequel est situé le point d'impact, à savoir le point où
s'exerce la résultante des forces appliquées par le piston sur l'outil, coïncide avec l'axe de rotation du moteur 2.
La rotation du moteur 2 est assurée par le biais de paliers ou de roulements 6 montés entre le carter 1 et le corps 4.
Le dispositif de frappe est en outre équipé d'une distribution classique permettant le déplacement alternatif du piston 5.
Le fluide est ainsi amené au dispositif de frappe par l'intermédiaire de conduits d'entrée 7 et de sortie 8, destinés à être reliés respectivement aux alimentations en haute et basse pressions.
Une série de joints rotatifs 9, disposés entre le corps 4 et le carter 1, permet d'isoler l'ensemble.
Figure 1 est une vue en coupe partielle longitudinale d'un appareil rotopercutant suivant une première forme d'exécution de l'invention ;
Figure 2 est une vue correspondant à la figure 1, d'une autre forme de réalisation de l'invention.
La figure 1 décrit une première forme de réalisation de l'invention.
L'appareil rotopercutant, à savoir une perforatrice, comporte un carter 1 équipé
d'un moteur hydraulique 2 auquel sont raccordées deux lignes d'alimentation 15. Le moteur hydraulique 2 est situé à l'arrière de la perforatrice et comporte un arbre de sortie 3.
La perforatrice comporte en outre un mécanisme de frappe hydraulique comprenant un corps 4 sensiblement cylindrique, à l'intérieur duquel est monté un piston de frappe 5 de manière déplaçable en translation suivant l'axe du corps 4.
Le corps 4 est couplé à l'axe de sortie 3 du moteur hydraulique 2, à
une première extrémité au niveau de laquelle est ménagé un logement central.
L'accouplement est réalisé par l'intermédiaire d'un entraînement coaxial direct, par exemple du type arbre et logement cannelés ou accouplement élastique.
L'axe du corps 4 coïncide ainsi avec l'axe de rotation du moteur 2, le piston 5 étant disposé de sorte que l'axe de frappe, c'est-à-dire l'axe de translation du piston 5 sur lequel est situé le point d'impact, à savoir le point où
s'exerce la résultante des forces appliquées par le piston sur l'outil, coïncide avec l'axe de rotation du moteur 2.
La rotation du moteur 2 est assurée par le biais de paliers ou de roulements 6 montés entre le carter 1 et le corps 4.
Le dispositif de frappe est en outre équipé d'une distribution classique permettant le déplacement alternatif du piston 5.
Le fluide est ainsi amené au dispositif de frappe par l'intermédiaire de conduits d'entrée 7 et de sortie 8, destinés à être reliés respectivement aux alimentations en haute et basse pressions.
Une série de joints rotatifs 9, disposés entre le corps 4 et le carter 1, permet d'isoler l'ensemble.
4 Le corps 4 du dispositif de frappe comporte en outre, au niveau d'une deuxième extrémité, opposée à l'extrémité d'entraînement, un logement destiné à l'emmanchement d'un outil 10 de perforation.
Cet emmanchement est par exemple réalisé par complémentarité
de forme, par l'intermédiaire de facettes et/ou de cannelures.
De manière connue en soi, le logement débouche sur la surface de frappe 11 du piston 5, de sorte que l'outil 10 puisse être frappé par le piston.
Ainsi, lors de l'utilisation de la perforatrice, le moteur hydraulique 2 entraîne l'outil 10 en rotation par l'intermédiaire du corps 4 du mécanisme de frappe, le piston 5, animé d'un mouvement alternatif, venant en outre frapper l'outil 10.
La figure 2 décrit un second mode de réalisation de l'invention dans lequel les mêmes éléments sont désignés par les mêmes références que précédemment.
Dans ce mode de réalisation, le moteur hydraulique 2 est à arbre creux, le moteur étant disposé au niveau de l'extrémité d'emmanchement de l'outil 10.
Le corps comporte, au niveau de cette extrémité, une zone d'entraînement 12 de diamètre inférieur au diamètre du corps 4.
Cette zone d'entraînement 12, dont le diamètre externe correspond sensiblement au diamètre interne de l'arbre creux du moteur 2, est disposée dans celui-ci, de manière à ce que l'axe de rotation du corps 4 coïncide avec l'axe de frappe du piston 5.
Le fonctionnement du dispositif de frappe ainsi que l'emmanchement de l'outil dans le corps restent similaires au premier mode de réalisation de l'invention.
Les deux modes de réalisation présentés définissent ainsi un appareil de percussion de réalisation simple et peu coûteux.
Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution de ce système, décrites ci-dessus à titre d'exemple, mais elle embrasse au contraire toutes les variantes.
Cet emmanchement est par exemple réalisé par complémentarité
de forme, par l'intermédiaire de facettes et/ou de cannelures.
De manière connue en soi, le logement débouche sur la surface de frappe 11 du piston 5, de sorte que l'outil 10 puisse être frappé par le piston.
Ainsi, lors de l'utilisation de la perforatrice, le moteur hydraulique 2 entraîne l'outil 10 en rotation par l'intermédiaire du corps 4 du mécanisme de frappe, le piston 5, animé d'un mouvement alternatif, venant en outre frapper l'outil 10.
La figure 2 décrit un second mode de réalisation de l'invention dans lequel les mêmes éléments sont désignés par les mêmes références que précédemment.
Dans ce mode de réalisation, le moteur hydraulique 2 est à arbre creux, le moteur étant disposé au niveau de l'extrémité d'emmanchement de l'outil 10.
Le corps comporte, au niveau de cette extrémité, une zone d'entraînement 12 de diamètre inférieur au diamètre du corps 4.
Cette zone d'entraînement 12, dont le diamètre externe correspond sensiblement au diamètre interne de l'arbre creux du moteur 2, est disposée dans celui-ci, de manière à ce que l'axe de rotation du corps 4 coïncide avec l'axe de frappe du piston 5.
Le fonctionnement du dispositif de frappe ainsi que l'emmanchement de l'outil dans le corps restent similaires au premier mode de réalisation de l'invention.
Les deux modes de réalisation présentés définissent ainsi un appareil de percussion de réalisation simple et peu coûteux.
Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution de ce système, décrites ci-dessus à titre d'exemple, mais elle embrasse au contraire toutes les variantes.
Claims (6)
1. Appareil rotopercutant hydraulique du type perforatrice, destiné à
la perforation de trous de mine, comportant:
un carter (1) formant support, un mécanisme de frappe hydraulique équipé d'un piston (5) mobile en translation suivant un axe de frappe et destiné à venir frapper un outil (10), le mécanisme de frappe comportant un corps longitudinal (4) couplé
à l'outil (10) et monté en rotation dans le carter (1) suivant l'axe du corps longitudinal (4), le piston (5) étant monté de manière déplaçable en translation à l'intérieur du corps longitudinal (4) suivant l'axe du corps longitudinal (4), et -un moteur hydraulique (2) entraînant en rotation l'outil (10) selon un axe de rotation, l'axe de rotation du moteur (2) étant sensiblement coïncidant à l'axe de frappe du piston (5), dans lequel le corps longitudinal (4) est entraîné en rotation directement par le moteur.
la perforation de trous de mine, comportant:
un carter (1) formant support, un mécanisme de frappe hydraulique équipé d'un piston (5) mobile en translation suivant un axe de frappe et destiné à venir frapper un outil (10), le mécanisme de frappe comportant un corps longitudinal (4) couplé
à l'outil (10) et monté en rotation dans le carter (1) suivant l'axe du corps longitudinal (4), le piston (5) étant monté de manière déplaçable en translation à l'intérieur du corps longitudinal (4) suivant l'axe du corps longitudinal (4), et -un moteur hydraulique (2) entraînant en rotation l'outil (10) selon un axe de rotation, l'axe de rotation du moteur (2) étant sensiblement coïncidant à l'axe de frappe du piston (5), dans lequel le corps longitudinal (4) est entraîné en rotation directement par le moteur.
2. Appareil rotopercutant selon la revendication 1, dans lequel le moteur hydraulique (2) est raccordé à deux lignes d'alimentation en fluide (15), et le mécanisme de frappe est alimenté en fluide par deux conduits d'entrée (7) et de sortie (8), destinés à être reliés respectivement à des alimentations en haute et basse pressions.
3. Appareil rotopercutant selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel l'outil est couplé à une extrémité du corps (4).
4. Appareil rotopercutant selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel le corps (4) est couplé à un arbre de sortie du moteur (2) au niveau de son extrémiste.
5. Appareil rotopercutant selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel le moteur est à arbre creux.
6. Appareil rotopercutant selon la revendication 5, dans lequel une partie du corps (4) est solidaire en rotation de l'arbre creux du moteur (2).
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ID=37806107
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US1605714A (en) * | 1920-01-31 | 1926-11-02 | George H Gilman | Drilling machine |
CH90832A (de) * | 1920-04-13 | 1921-10-01 | Vinzenz Broggi | Bohrhammer. |
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