Excavateur L'invention a pour objet un excavateur de tranchée pour mur. De telles tranchées sont longues et étroites et sont destinées à re cevoir des murs tels que des murs pour retenir la terre, des murs de protection ou des murs de barrage contre l'eau.
Un tel excavateur connu comporte un bâti, une pluralité de mèches de forage montées de façon rotative dans la partie infé rieure du bâti et disposées dans un plan vertical, les rayons d'ac tion des mèches voisines se chevauchant partiellement, un moteur entraînant les mèches, un dispositif de suspension pour descendre et monter le bâti, un dispositif d'alimentation en eau permettant d'amener de l'eau à la matière travaillée par les mèches de façon à former une boue et à faciliter le forage, et un dispositif d'évacua tion de la boue du voisinage des mèches de forage.
Le brevet britannique N 1140540 décrit un dispositif d'exca vation d'une grande efficacité pour le creusage de tranchées lon gues, continues et étroites destinées aux buts indiqués ci-dessus. Cependant, même avec ce dispositif, certains problèmes subsis tent. En effet, lorsqu'on veut forer une tranchée longue, continue et étroite au moyen d'une pluralité de mèches de forage fixées à l'extrémité inférieure d'arbres d'entraînement de mèches disposées en une rangée et de façon que les mèches voisines se chevauchent à leur partie marginale, une pluralité de saillies triangulaires qui échappent au forage se forme sur la surface intérieure de la tran- chée excavée.
L'élimination de ces saillies et l'obtention d'une surface plane et lisse dans la tranchée exige une autre opération, ce qui est in commode et crée des frais de construction additionnels.
Un autre problème est constitué par le fait que l'excavateur peut perdre sa position verticale pendant son fonctionnement et se trouver incliné vers l'avant ou vers l'arrière. Lorsqu'une telle si tuation se produit, il est très difficile de rectifier l'inclinaison à la fin du forage et la tranchée ainsi formée n'est pas entièrement per pendiculaire tel que cela est exigé dans la plupart des cas.
La fig. 1 représente un excavateur connu muni de deux mo teurs 30 qui sont par exemple des moteurs électriques verticaux d'une construction permettant la submersion dans l'eau, montés sur une boîte d'engrenages démultiplicateurs 31 logeant une trans mission qui sera décrite ci-après. En dessous de cette boîte 31, une boite 34 d'engrenage principal contient des arbres d'entraînement verticaux de mèches 32a, 32b, 32c, 32d, 32e, 32f et 32g ainsi qu'un engrenage pour le couplage entre eux des arbres d'entraînement de mèches.
La boîte d'engrenage principal se compose de plusieurs par ties 34a, 34b, 34c, 34d, 34e, 34f et 34g connectées rigidement l'une à l'autre en une rangée et est fixée à la boîte d'engrenage de dé multiplication 31 par l'intermédiaire de plaques de connexion 35. Chacune des parties 34a à 34g contient un arbre d'entraînement de mèches vertical et est fixée rigidement à la partie de boîte voi sine respectivement aux parties de boîtes voisines par des boulons et écrous 36.
Les arbres d'entraînement de mèches sont munis à leur extré mité inférieure de flasques de couplage 52 auxquelles sont fixées les mèches de forage respectives 32. Chaque mèche a une forme convenable permettant le fonctionnement normal de forage et, en plus, possède un canal intérieur pour faire passer de l'eau ou de la boue.
Les tiges des mèches 32a, 32c, 32e et 32g sont plus longues que celles des mèches 32b, 32d et 32f de sorte que les parties tran chantes des mèches mentionnées en premier lieu descendent plus bas que celles des dernières. Lorsque chaque mèche est assemblée avec son arbre d'entraînement, leurs canaux intérieurs communi quent entre eux.
Lorsqu'une tranchée longue, continue et étroite est creusée au moyen d'une telle machine, il se produit inévitablement une plura lité de saillies sur les deux faces intérieures du forage tel que cela est montré à la fig. 2. Ces saillies conduisent à un affaiblissement du mur fini qui est construit dans la terre en remplissant la tran chée de béton armé.
L'invention vise à pallier cet inconvénient et à créer un excava teur qui permet d'éliminer automatiquement au cours de l'opéra tion de forage les saillies formées sur les surfaces internes du fo rage de façon à obtenir une surface lisse et une épaisseur pratique ment constante du mur. Un autre but de l'invention est de créer un excavateur qui permet de rectifier une inclinaison du forage qui pourrait se produire.
A cet effet, l'excavateur suivant l'invention est caractérisé en ce qu'une pluralité de lames tranchantes sont fixées de chaque côté du bâti entre des mèches voisines, de façon à éliminer successive ment les saillies demeurant entre les zones de travail chevau- chantes des mèches, sur les surfaces intérieures des parois du trou de forage.
L'excavateur peut être muni d'un dispositif de guidage placé sur les deux côtés du bâti de façon à maintenir l'excavateur en po sition verticale pendant son fonctionnement, ce dispositif étant composé d'une pluralité de paires de plaques de guidage et d'une pluralité de paires de plaques de commande disposées au-dessus ou au-dessous des plaques de guidage, les plaques de commande étant actionnées par un fluide sous pression par l'intermédiaire de soufflets exerçant une pression sur les parois du trou de forage de façon à corriger la direction de forage de l'excavateur et à la maintenir constamment verticale.
Dans le dessin annexé, les fig. 3 à 9 représentent, à titre d'exemple, deux formes d'exécution de l'excavateur suivant l'in vention.
La fig. 3 est une vue schématique latérale d'une première for me d'exécution.
La fig. 4 montre l'excavateur dans une tranchée longue et étroite.
La fig. 5 est une vue latérale d'une autre forme d'exécution de l'excavateur.
La fig. 6 montre un détail de la fig. 5 vu du côté de la flèche V. La fig. 7 est une vue latérale de l'excavateur montrant un dis positif de guidage.
La fig. 8 montre l'excavateur en fonction dans un forage.
La fig. 9 est une vue agrandie latérale, partiellement en coupe, du dispositif de commande vu dans la direction de la flèche IX de la fig. 7.
La fig. 3 montre l'excavateur en fonctionnement dans la terre. Une paire de lames tranchantes 5 est fixée de chaque côté d'un bâ ti 1 dans une position telle qu'elle rencontre et supprime les sail lies 4 sur les surfaces intérieures des parois. Lorsqu'un forage est effectué au moyen de cet excavateur, les lames tranchantes 5 pla cées sur le bâti 1 entre des mèches voisines à tiges longues et courtes, coupent les saillies 4 par le mouvement de descente du bâti 1 de sorte qu'une tranchée longue et continue ayant des pa rois lisses peut être formée tel que le montre la fig. 4.
La réfé rence 6 désigne un moteur électrique entraînant l'arbre d'entraîne ment 2, et la référence 8 indique une partie d'un câble métallique servant à la suspension de l'excavateur.
Dans cette forme d'exécution, les lames tranchantes 5 sont fixées rigidement au bâti 1. Cependant, elles peuvent être égale ment agencées de façon à se déplacer en synchronisme vers la gau che et la droite ou vers le haut et vers le bas par la rotation des mèches 3 à tige courte de façon à éliminer tout ou une partie des saillies 4.
Dans une autre forme d'exécution de l'excavateur, montrée aux fig. 5 et 6, une pluralité de lames tranchantes 55 sont fixées sur le bâti 51 supportant les arbres d'entraînement de mèches 52, des deux côtés de ce bâti et entre des mèches de forage voisines, afin d'éliminer les saillies sur les surfaces internes du forage.
Chacune des lames 55 est montée sur le bâti de telle façon qu'un bras 56, à l'extrémité inférieure duquel est fixée une lame 55, est continuellement poussée vers le haut par un res sort 57. Une<B>paire</B> de lames voisines 55 est reliée par une tige hori zontale 58, qui porte en son milieu et sur le côté opposé aux lames tranchantes un galet 61 monté de façon rotative. Un disque 59 muni sur sa surface en regard des galets 61 de tétons 60 est monté de façon coaxiale sur l'arbre d'entraînement de mèches 52. Le nombre de tétons 60 prévus sur le disque 59 dépend des exigences de la construction de la machine.
Lorsqu'on veut creuser une tranchée longue, étroite et conti nue au moyen de cet excavateur, les lames tranchantes montent et descendent en relation avec la rotation des arbres d'entraînement de mèches 52. En effet, lorsque l'arbre 52 tourne, le disque 59 est également entraîné en rotation et la lame tranchante qui est cons tamment soumise à l'action du ressort dirigée vers le haut est mo mentanément amené à descendre lorsque le téton sur la surface du disque 59 entre en contact avec le galet 61. Ainsi, le mouvement de montée et de descente des lames tranchantes est répété à une fréquence désirée pour éliminer les saillies sur la surface intérieure de la tranchée.
La construction de ce dispositif est simple et l'effet pratique est considérable.
Les fig. 7. 8 et 9 montrent un dispositif de guidage pour main tenir l'excavateur en position verticale lorsqu'il effectue un forage profond dans la terre. Le dispositif se compose d'une pluralité de paires de plaques de guidage 74 dont les deux extrémités sont lé gèrement courbées vers l'intérieur à la façon d'une spatule de ski. Les plaques de guidage 74 sont montées à proximité des extrémi tés gauche et droite sur les deux côtés du bâti 71 et glissent le long de la surface intérieure du forage. D'autre part, une pluralité de plaques de commande 75 ayant pratiquement la même forme que les plaques de guidage, est disposée juste au-dessus des plaques de guidage 74.
Ainsi que le montre la fig. 9, deux tubes creux 77 sont montés horizontalement sur un châssis 76. Un bras 78 coulisse à travers chacun des tubes creux 77, les plaques de commande 75 étant fixées verticalement aux deux extrémités de ce bras. Le châs sis 76 et les plaques de commande opposées montées aux extrémi tés des bras 78 sont reliées par des soufflets 79 en matière élastique. Chacun des soufflets 79 communique avec un tube d'alimentation en fluide 81 ou 82 par l'intermédiaire d'un canal 80 à travers le châssis 76.
Dans un tel excavateur, lorsqu'une inclinaison de l'excavateur se produit au cours de son fonctionnement et qu'elle est détectée par un détecteur placé au fond, tel que dans la fig. 8, un fluide sous pression est conduit dans le soufflet 79 à droite à travers le tube d'alimentation 82 et en même temps du fluide est évacué du soufflet 79 à gauche à travers le tube d'alimentation 81, de sorte que les plaques de commande 75 sur le côté droit sont pressées contre la paroi du forage pour déplacer la partie supérieure du bâ ti 71 vers la gauche et les mèches de forage vers la droite.
De cette façon, une inclinaison du trou de forage peut être rectifiée. Dans le cas où l'inclinaison se produit dans l'autre sens, l'entrée et la sortie du fluide à travers les tubes d'alimentation 81 et 82 doivent simplement être inversées. Une correction plus précise peut être obtenue, si les plaques de commande 75 sont disposées à proximi té des mèches de forage 73 plutôt qu'au-dessus du bâti 71.
En utilisant cet ensemble de plaques de commande et de gui dage, une inclinaison du trou de forage causée par une non-uni- formité dans la dureté de couches inférieures peut être rectifiée de façon efficace et précise, permettant ainsi de creuser une tranchée perpendiculaire pour murs construits dans la terre.
Excavator The subject of the invention is a wall trench excavator. Such trenches are long and narrow and are intended to receive walls such as walls to retain earth, protective walls or dam walls against water.
Such a known excavator comprises a frame, a plurality of drill bits rotatably mounted in the lower part of the frame and arranged in a vertical plane, the radii of action of the neighboring bits partially overlapping, a motor driving the bits. , a suspension device for lowering and raising the frame, a water supply device for bringing water to the material worked by the bits so as to form a mud and facilitate drilling, and a device for evacuation of the mud from the vicinity of the drill bits.
British Patent No. 1140540 discloses a highly efficient excavation device for digging long, continuous and narrow trenches for the purposes indicated above. However, even with this device, some problems remain. Indeed, when one wants to drill a long, continuous and narrow trench by means of a plurality of drill bits fixed to the lower end of drive shafts of bits arranged in a row and so that the neighboring bits overlap at their marginal part, a plurality of triangular protrusions which escape drilling form on the inner surface of the excavated trench.
Removing these protrusions and obtaining a flat, smooth surface in the trench requires another operation, which is inconvenient and creates additional construction costs.
Another problem is that the excavator may lose its vertical position during operation and find itself tilted forward or backward. When such a situation arises, it is very difficult to correct the inclination at the end of the drilling and the trench thus formed is not entirely perpendicular as is required in most cases.
Fig. 1 shows a known excavator provided with two motors 30 which are for example vertical electric motors of a construction allowing submersion in water, mounted on a reduction gearbox 31 housing a transmission which will be described below. . Below this box 31, a main gear box 34 contains vertical drive shafts 32a, 32b, 32c, 32d, 32e, 32f and 32g as well as a gear for the coupling between them of the shafts of. drill bits drive.
The main gear box consists of several parts 34a, 34b, 34c, 34d, 34e, 34f and 34g which are rigidly connected to each other in a row and is attached to the multiplication gear box 31 by means of connection plates 35. Each of the parts 34a to 34g contains a vertical drill drive shaft and is rigidly fixed to the neighboring box part respectively to the neighboring box parts by bolts and nuts 36.
The drill bit drive shafts are provided at their lower end with coupling flanges 52 to which the respective drill bits 32 are attached. Each drill bit has a suitable shape for normal drilling operation and, in addition, has an internal channel. to pass water or mud.
The shanks of the wicks 32a, 32c, 32e and 32g are longer than those of the wicks 32b, 32d and 32f so that the sharp parts of the wicks mentioned first descend lower than those of the last ones. When each bit is assembled with its drive shaft, their internal channels communicate with each other.
When a long, continuous and narrow trench is dug by means of such a machine, a plurality of protrusions inevitably occur on the two inner faces of the borehole as shown in fig. 2. These protrusions lead to a weakening of the finished wall which is built into the earth by filling the trench with reinforced concrete.
The invention aims to overcome this drawback and to create an excavator which makes it possible to automatically eliminate during the drilling operation the protrusions formed on the internal surfaces of the drilling so as to obtain a smooth surface and a practical thickness. constant ment of the wall. Another object of the invention is to create an excavator which makes it possible to rectify an inclination of the drilling which could occur.
To this end, the excavator according to the invention is characterized in that a plurality of cutting blades are fixed on each side of the frame between neighboring bits, so as to successively eliminate the protrusions remaining between the overlapping work zones. edges of the bits, on the inside surfaces of the borehole walls.
The excavator can be provided with a guide device placed on both sides of the frame so as to keep the excavator in a vertical position during its operation, this device being composed of a plurality of pairs of guide plates and plates. 'a plurality of pairs of control plates disposed above or below the guide plates, the control plates being actuated by pressurized fluid through bellows exerting pressure on the walls of the borehole. so as to correct the drilling direction of the excavator and keep it constantly vertical.
In the accompanying drawing, figs. 3 to 9 show, by way of example, two embodiments of the excavator according to the invention.
Fig. 3 is a schematic side view of a first embodiment.
Fig. 4 shows the excavator in a long, narrow trench.
Fig. 5 is a side view of another embodiment of the excavator.
Fig. 6 shows a detail of FIG. 5 seen from the side of the arrow V. FIG. 7 is a side view of the excavator showing a positive guide device.
Fig. 8 shows the excavator in operation in a borehole.
Fig. 9 is an enlarged side view, partially in section, of the control device seen in the direction of arrow IX of FIG. 7.
Fig. 3 shows the excavator in operation in the earth. A pair of sharp blades 5 is fixed on each side of a building 1 in a position such that it meets and eliminates the sail lies 4 on the interior surfaces of the walls. When drilling is carried out by means of this excavator, the cutting blades 5 placed on the frame 1 between neighboring drill bits with long and short shanks, cut the protrusions 4 by the downward movement of the frame 1 so that a trench long and continuous having smooth walls can be formed as shown in fig. 4.
Reference 6 designates an electric motor driving the drive shaft 2, and reference 8 indicates part of a wire rope used for the suspension of the excavator.
In this embodiment, the cutting blades 5 are rigidly fixed to the frame 1. However, they can also be arranged so as to move in synchronism to the left and the right or up and down by the rotation of the short shank bits 3 so as to eliminate all or part of the protrusions 4.
In another embodiment of the excavator, shown in figs. 5 and 6, a plurality of cutting blades 55 are fixed to the frame 51 supporting the bit drive shafts 52, on both sides of this frame and between neighboring drill bits, in order to eliminate protrusions on the internal surfaces. drilling.
Each of the blades 55 is mounted on the frame in such a way that an arm 56, at the lower end of which a blade 55 is attached, is continuously pushed upwards by a res exits 57. A <B> pair </ B > of neighboring blades 55 is connected by a horizontal rod 58, which carries in its middle and on the side opposite the cutting blades a roller 61 rotatably mounted. A disc 59 provided on its facing surface with the rollers 61 of pins 60 is mounted coaxially on the drill drive shaft 52. The number of pins 60 provided on the disc 59 depends on the requirements of the construction of the machine. .
When it is desired to dig a long, narrow and continuous trench by means of this excavator, the cutting blades move up and down in relation to the rotation of the drive shafts 52. Indeed, when the shaft 52 turns, the cutting blade disc 59 is also driven in rotation and the cutting blade which is constantly subjected to the action of the upwardly directed spring is momentarily caused to descend when the pin on the surface of the disc 59 comes into contact with the roller 61. Thus , the up and down motion of the cutting blades is repeated at a desired frequency to eliminate protrusions on the interior surface of the trench.
The construction of this device is simple and the practical effect is considerable.
Figs. 7. 8 and 9 show a guide device for hand holding the excavator in a vertical position when drilling deep into the earth. The device consists of a plurality of pairs of guide plates 74, the two ends of which are slightly curved inwards like a ski tip. Guide plates 74 are mounted near the left and right ends on both sides of frame 71 and slide along the interior surface of the borehole. On the other hand, a plurality of control plates 75 having substantially the same shape as the guide plates, are disposed just above the guide plates 74.
As shown in fig. 9, two hollow tubes 77 are mounted horizontally on a frame 76. An arm 78 slides through each of the hollow tubes 77, the control plates 75 being fixed vertically to both ends of this arm. The frame 76 and the opposed control plates mounted at the ends of the arms 78 are connected by bellows 79 of elastic material. Each of the bellows 79 communicates with a fluid supply tube 81 or 82 via a channel 80 through the frame 76.
In such an excavator, when an inclination of the excavator occurs during its operation and it is detected by a detector placed at the bottom, as in fig. 8, a pressurized fluid is led into the bellows 79 on the right through the supply tube 82 and at the same time fluid is discharged from the bellows 79 on the left through the supply tube 81, so that the plates of control 75 on the right side are pressed against the wall of the borehole to move the upper part of the frame 71 to the left and the drill bits to the right.
In this way, an inclination of the borehole can be rectified. In the event that the tilt occurs in the other direction, the inlet and outlet of the fluid through the supply tubes 81 and 82 simply need to be reversed. A more precise correction can be obtained, if the control plates 75 are disposed near the drill bits 73 rather than above the frame 71.
By using this set of control and guide plates, borehole tilt caused by non-uniformity in the hardness of lower layers can be efficiently and accurately rectified, thereby allowing a perpendicular trench to be dug for walls built into the earth.