EP0811724B1 - Appareil à châssis télescopique pour creuser des tranchées dans le sol - Google Patents

Appareil à châssis télescopique pour creuser des tranchées dans le sol Download PDF

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EP0811724B1
EP0811724B1 EP97401224A EP97401224A EP0811724B1 EP 0811724 B1 EP0811724 B1 EP 0811724B1 EP 97401224 A EP97401224 A EP 97401224A EP 97401224 A EP97401224 A EP 97401224A EP 0811724 B1 EP0811724 B1 EP 0811724B1
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EP
European Patent Office
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anchor
frame
tool
ground
trench
Prior art date
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EP97401224A
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English (en)
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EP0811724A1 (fr
Inventor
Pascal Tavernier
Jacques Levallois
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Compagnie du Sol SARL
Original Assignee
Compagnie du Sol SARL
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Publication date
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    • E02F3/00Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/18Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging wheels turning round an axis, e.g. bucket-type wheels
    • E02F3/20Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging wheels turning round an axis, e.g. bucket-type wheels with tools that only loosen the material, i.e. mill-type wheels
    • E02F3/205Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging wheels turning round an axis, e.g. bucket-type wheels with tools that only loosen the material, i.e. mill-type wheels with a pair of digging wheels, e.g. slotting machines
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D17/00Excavations; Bordering of excavations; Making embankments
    • E02D17/13Foundation slots or slits; Implements for making these slots or slits
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
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    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/18Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging wheels turning round an axis, e.g. bucket-type wheels
    • E02F3/22Component parts
    • E02F3/24Digging wheels; Digging elements of wheels; Drives for wheels

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus with a telescopic frame for dig vertical trenches in the ground.
  • Such a device is suspended from the mast of a lifting device and progresses vertically in the ground under the effect of its own weight.
  • Such an apparatus is known from EP-A-0 518 298.
  • the present invention aims to solve this problem by proposing a simple and economical device to make.
  • the present invention relates to an apparatus for digging vertical trenches in soil with very hard soil, as defined by claim 1.
  • the apparatus according to the invention also comprises positioning means for orienting it relative to the trench.
  • the chassis is consists of a tool holder part which supports the milling drums and their drive motor, and an anchoring part which supports the anchoring means and possibly the positioning means, the telescopic means connecting the tool holder part to the chassis anchoring part.
  • the tool holder part engages in a housing of the anchoring part, and can slide there axially.
  • the apparatus according to the invention can be used not only for overcoming the resistance of very hard terrains, but also to rectify a defect verticality of the trench when the device deviates from its path, for example if the milling drums work astride two layers of terrain different natures.
  • the apparatus can be advanced by successive extensions of the telescopic means, using only force the latter, which forces the milling drums to progress rigorously in the axis of the device and therefore in the extension of the trench vertical already done.
  • the device depending on the invention may also be useful to use the device depending on the invention to relieve the milling drums of part of the weight of the device, anchoring it in the trench and exercising on the drums milling a force less than the weight of the device.
  • the apparatus shown in Figure 1 comprises a frame 1 which is provided at its lower part with two pairs of milling drums 2 which are not seen than a drum in FIG. 1, the hidden drum of each pair being located on the same axis as the visible drum, and behind it.
  • Each pair of drums is rotated in the direction indicated by arrow 3, thanks to a motor (not shown).
  • the two pairs of drums rotate around separate parallel axes between them and orthogonal to the longitudinal axis of the drilling rig, i.e. around horizontal axes in working position.
  • the axes of rotation are all two arranged substantially in the same plane orthogonal to the longitudinal axis of the device.
  • the milling drums break up the ground located below the device and the resulting cuttings are sucked in through a mouth 4, connected to a pump 5, which pushes the cuttings to the ground surface through a mud hose 6.
  • the suction mouth 4 is arranged between the two pairs of drums.
  • the chassis 1 is suspended at its upper end by a muffle 7 to a lifting machine (not shown) from which hydraulic hoses come 8 which provide the hydraulic power necessary for the operation of the engine drums 2, pump 5 and other parts of the apparatus.
  • Frame 1 consists of two parts:
  • a holder portion has tool 1 on which are mounted the milling drums 2, their drive motor and the feed pump 5 cuttings.
  • the chassis comprises an anchoring part 1 b which is rigid and non-deformable which is provided at its lower part with a housing 9 opening downwards, and in which the tool-carrying part 1 a can engage to slide axially.
  • Hydraulic cylinders 10 secured on the one hand to the tool-carrying part 1 a and on the other hand to the anchoring part 1 b , allow the tool-carrying part 1 a to slide axially in the housing 9 while being guided by slides (not shown).
  • the slides make it possible to subject the tool-carrying part 1 a to move only in the longitudinal direction of the chassis, that is to say of the anchoring part 1 b . This direction is the vertical direction when the device is in the working position.
  • the external dimensions of the chassis 1 are limited to those of the anchoring part 1 b which is presented here in the form of a rectangular parallelepiped about 8 meters high.
  • the chassis lengthens by a height corresponding to the stroke of the hydraulic cylinders 10, or approximately one meter.
  • the anchoring part 1b is provided with a plurality of positioning pads 11 which make it possible to guide the apparatus during its descent into the trench, as seen in FIG. 2.
  • a particular embodiment of such pads is described in particular in European patent application 593 355 filed in the name of the applicant.
  • the positioning pads 11 allow the chassis immobilized in the trench to be properly positioned, to anchor it in this trench.
  • the anchoring part 1b is also provided with two anchoring pads 12 on its two large faces. These anchoring pads move away from the chassis to come to bear on the walls of the trench once the correct positioning of the device has been achieved thanks to the positioning pads 11.
  • the pads 12 are preferably controlled by hydraulic jacks.
  • the hydraulic cylinders 10 are supplied by hydraulic control circuits which make it possible to control the thrust exerted for the tool holder 1 a when the anchoring part 1 b is made integral with the trench using the pads anchor 12. It is thus possible to adapt the thrust exerted on the tool holder 1 a and therefore on the cutters to the hardness of the soil to be drilled.
  • the device In everyday use, the device is used with the tool holder part the chassis in the retracted position.
  • the anchoring part 1b is precisely positioned using the shoes 11 and pulls out the anchoring pads 12 so as to immobilize this anchoring part relative to the trench.
  • the milling drums and the tool holder can then sink into the hard ground layer, over the entire stroke of the cylinders hydraulic 10.
  • the anchor portion is then returned to the anchor shoes 12 to release 1b and allowed to descend the anchor part 1 b in the vertical trench to come and cap the part tool holder 1a under the effect of its own weight, by controlling this descent using hydraulic cylinders 10.
  • the party tool 1 thus returns to its retracted position.
  • the construction of the trench is continued so traditional, i.e. by keeping the tool holder part in the retracted position and leaving the milling drums to work under the sole action of the weight of the device.

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Description

La présente invention concerne un appareil à châssis télescopique pour creuser des tranchées verticales dans le sol.
On connaít déjà des appareils pour creuser des tranchées verticales dans le sol, du type constitué par un châssis à la partie inférieure duquel deux paires de tambours de fraisage sont entraínées en rotation pour désagréger le sol à mesure que l'appareil s'y enfonce.
Un tel appareil est suspendu au mât d'un engin de levage et progresse verticalement dans le sol sous l'effet de son propre poids. Un tel appareil est connu de EP-A-0 518 298.
Dans certains terrains meubles, il est quelquefois nécessaire de soulager les tambours de fraisage d'une partie du poids de l'appareil, afin de limiter la vitesse de progression de l'appareil et respecter ainsi le débit des moyens qui sont prévus dans le châssis pour évacuer les déblais jusqu'à la surface du sol.
Dans des terrains plus durs, on relâche au contraire l'appareil qui appuie alors de tout son poids sur les tambours de fraisage.
Cet appareil connu donne satisfaction dans la plupart des sols.
Toutefois, dans des terrains très durs tels que les roches, il peut s'avérer que le poids de l'appareil soit insuffisant pour exercer sur les tambours de fraisage une force leur permettant de désagréger le terrain.
La présente invention vise à résoudre ce problème en proposant un dispositif simple et économique à réaliser.
La présente invention a pour objet un appareil pour creuser des tranchées verticales dans un sol comportant des terrains très durs, tel que defini par la revendication 1.
De préférence, l'appareil selon l'invention comporte également des moyens de positionnement permettant de l'orienter par rapport à la tranchée.
Lorsqu'on réalise une tranchée verticale avec l'appareil selon l'invention, on peut, si l'on rencontre une couche rocheuse, éventuellement orienter l'appareil convenablement pour corriger un défaut de verticalité, l'ancrer dans la tranchée et exercer une poussée dirigée vers le bas sur les tambours de fraisage pour accroítre la force d'appui de ces derniers sur le terrain.
Le châssis se compose d'une partie porte-outil qui supporte les tambours de fraisage et leur moteur d'entraínement, et d'une partie d'ancrage qui supporte les moyens d'ancrage et éventuellement les moyens de positionnement, les moyens télescopiques reliant la partie porte-outil à la partie d'ancrage du châssis.
La partie porte-outil s'engage dans un logement de la partie d'ancrage, et peut y coulisser axialement.
L'appareil selon l'invention peut être utilisé non seulement pour vaincre la résistance de terrains très durs, mais également pour rectifier un défaut de verticalité de la tranchée lorsque l'appareil dévie de sa trajectoire, par exemple si les tambours de fraisage travaillent à cheval sur deux couches de terrain de natures différentes.
En effet, dans un tel cas, on peut faire progresser l'appareil par extensions successives des moyens télescopiques, en utilisant uniquement la force d'appui de ces derniers, ce qui oblige les tambours de fraisage à progresser rigoureusement dans l'axe de l'appareil et donc dans le prolongement de la tranchée verticale déjà réalisée.
Dans certains cas, il peut aussi être utile d'utiliser l'appareil selon l'invention pour soulager les tambours de fraisage d'une partie du poids de l'appareil, en ancrant ce dernier dans la tranchée et en exerçant sur les tambours de fraisage une force inférieure au poids de l'appareil.
Dans le but de mieux faire comprendre l'invention, on va en décrire maintenant un mode de réalisation donné à titre d'exemple non limitatif en référence au dessin annexé dans lequel :
  • la figure 1 est une vue en élévation d'un appareil selon un mode de réalisation de l'invention , et
  • la figure 2 est une vue en coupe partielle de l'appareil de la figure 1, en cours d'utilisation pour réaliser une tranchée.
L'appareil représenté sur la figure 1 comprend un châssis 1 qui est muni à sa partie inférieure de deux paires de tambours de fraisage 2 dont on ne voit qu'un tambour sur la figure 1, le tambour caché de chaque paire étant situé sur le même axe que le tambour visible, et derrière celui-ci.
Chaque paire de tambours est entraínée en rotation dans la direction indiquée par la flèche 3, grâce à un moteur (non représenté).
Les deux paires de tambours tournent autour d'axes distincts parallèles entre eux et orthogonaux à l'axe longitudinal de l'appareil de forage, c'est-à-dire autour d'axes horizontaux en position de travail. Les axes de rotation sont tous les deux disposés sensiblement dans un même plan orthogonal à l'axe longitudinal de l'appareil.
Au cours de la rotation, les tambours de fraisage désagrègent le terrain situé en dessous de l'appareil et les déblais en résultant sont aspirés par une bouche d'aspiration 4, reliée à une pompe 5, qui refoule les déblais jusqu'à la surface du sol au travers d'un flexible de boue 6. La bouche d'aspiration 4 est disposée entre les deux paires de tambours.
Le châssis 1 est suspendu à son extrémité supérieure par un moufle 7 à un engin de levage (non représenté) d'où proviennent des flexibles hydrauliques 8 qui fournissent l'énergie hydraulique nécessaire au fonctionnement du moteur des tambours 2, de la pompe 5 et des autres organes de l'appareil.
Le châssis 1 se compose de deux parties :
Il comporte, d'une part, une partie porte-outil 1a sur laquelle sont montés les tambours de fraisage 2, leur moteur d'entraínement et la pompe de refoulement des déblais 5.
D'autre part, le châssis comporte une partie d'ancrage 1b rigide et non déformable qui est munie à sa partie inférieure d'un logement 9 débouchant vers le bas, et dans lequel la partie porte-outil 1a peut s'engager pour y coulisser axialement.
Des vérins hydrauliques 10, assujettis d'une part à la partie porte-outil 1a et d'autre part à la partie d'ancrage 1b, permettent de faire coulisser axialement la partie porte-outil 1a dans le logement 9 en étant guidée par des glissières (non représentées). Les glissières permettent d'assujettir la partie porte-outil 1a à ne se déplacer que selon la direction longitudinale du châssis, c'est-à-dire de la partie d'ancrage 1b. Cette direction est la direction verticale lorsque l'appareil est en position de travail.
Comme on le voit sur la figure 1, à l'état rentré de la partie porte-outil 1a, les dimensions extérieures du châssis 1 se limitent à celles de la partie d'ancrage 1b qui se présente ici sous la forme d'un parallélépipède rectangle d'une hauteur d'environ 8 mètres.
A l'état sorti de la partie porte-outil 1a, comme représenté à la figure 2, c'est-à-dire lorsque la partie porte-outil 1a a coulissé vers le bas pour dépasser en dessous de la partie d'ancrage 1b, le châssis s'allonge d'une hauteur correspondant à la course des vérins hydrauliques 10, soit environ un mètre.
La partie d'ancrage 1b est munie d'une pluralité de patins de positionnement 11 qui permettent de guider l'appareil lors de sa descente dans la tranchée, comme on le voit sur la figure 2. Un mode particulier de réalisation de tels patins est notamment décrit dans la demande de brevet européen 593 355 déposée au nom de la demanderesse. De préférence, on trouve une série de patins supérieurs et une série de patins inférieurs.
En particulier, si l'appareil se met à dévier de sa trajectoire verticale, on corrige son orientation en agissant sur certains patins 11 de manière à orienter le châssis dans une direction opposée à la déviation.
En outre, conformément à l'invention, les patins de positionnement 11 permettent de positionner convenablement le châssis immobilisé dans la tranchée, pour l'ancrer dans cette tranchée.
A cet effet, la partie d'ancrage 1b est également munie de deux patins d'ancrage 12 sur ses deux grandes faces. Ces patins d'ancrage s'écartent du châssis pour venir prendre appui sur les parois de la tranchée une fois le positionnement correct de l'appareil réalisé grâce aux patins de positionnement 11. Les patins 12 sont de préférence commandés par des vérins hydrauliques.
Il faut ajouter que les vérins hydrauliques 10 sont alimentés par des circuits hydrauliques de commande qui permettent de contrôler la poussée exercée pour le porte-outil 1a lorsque la partie d'ancrage 1b est rendue solidaire de la tranchée à l'aide des patins d'ancrage 12. On peut ainsi adapter la poussée exercée sur le porte-outil 1a et donc sur les fraises à la dureté du sol à forer.
Dans son utilisation courante, l'appareil est utilisé avec la partie porte-outil la du châssis en position rentrée.
Si, au cours du forage, les tambours de fraisage 2 rencontrent une couche de terrain très dure qu'ils ne parviennent pas à désagréger, on positionne d'une manière précise la partie d'ancrage 1b grâce aux patins 11 et l'on sort les patins d'ancrage 12 de manière à immobiliser cette partie d'ancrage par rapport à la tranchée.
On agit ensuite sur les vérins 10 pour exercer une poussée sur la partie porte-outil 1a, et par conséquent sur les tambours de fraisage, de manière à leur imprimer une force d'appui sur le terrain supérieure à celle qui résulterait du seul poids de l'appareil.
Les tambours de fraisage et la partie porte-outil peuvent alors s'enfoncer dans la couche de terrain dur, sur toute la course des vérins hydrauliques 10.
On rentre ensuite les patins d'ancrage 12 pour libérer la partie d'ancrage 1b et on laisse descendre cette partie d'ancrage 1b dans la tranchée verticale pour qu'elle vienne coiffer la partie porte-outil 1a sous l'effet de son propre poids, en contrôlant cette descente à l'aide des vérins hydrauliques 10.
La partie porte-outil 1a reprend ainsi sa position rentrée.
S'il subsiste une couche de terrain dur sous les tambours de fraisage, on répète les opérations qui viennent d'être décrites.
Dans le cas contraire, on poursuit la réalisation de la tranchée de façon traditionnelle, c'est-à-dire en conservant la partie porte-outil en position rentrée et en laissant les tambours de fraisage travailler sous la seule action du poids de l'appareil.
Il est bien entendu que le mode de réalisation qui vient d'être décrit ne présente aucun caractère limitatif, et qu'il pourra recevoir toutes modifications désirables sans sortir pour cela du cadre de l'invention telle que définie par les revendications qui suivent.

Claims (5)

  1. Appareil pour creuser des tranchées verticales dans un sol comportant des terrains très durs et destiné à être suspendu à des moyens de levage, ledit appareil comprenant :
    un châssis (1) à l'extrémité inférieure duquel sont montées deux paires de tambours de fraisage (2) entraínés en rotation pour désagréger le terrain, et
    un moufle (7) par lequel ledit châssis est suspendu auxdits moyens de levage,
    ledit appareil se caractérisant en ce que ledit châssis comporte une première partie (1b) rigide et non déformable présentant un axe longitudinal sensiblement vertical lors de l'utilisation dudit appareil et reliée audit moufle et une deuxième partie (1a) porte-outil, distincte de et mobile par rapport à ladite première partie, sur laquelle sont montées lesdites paires de tambours, ladite deuxième partie dépassant en dessous de ladite première partie en cours d'utilisation, ladite première partie comportant un logement débouchant vers le bas dans lequel ladite deuxième partie peut s'engager pour y coulisser axialement, ladite première partie du châssis (1b) est une partie d'ancrage munie de moyens d'ancrage pour permettre l'ancrage de ladite partie d'ancrage dans la tranchée ; et l'appareil comprend en outre des moyens télescopiques (10) aptes à prendre appui sur lesdits moyens d'ancrage pour exercer une poussée sur les tambours de fraisage (2) selon la direction dudit axe longitudinal.
  2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte également des moyens de positionnement permettant de l'orienter par rapport à la tranchée constitués par des patins mobiles (11) par rapport à la partie d'ancrage (1a) du châssis.
  3. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le châssis (1) se compose d'une partie porte-outil (1a) qui supporte les tambours de fraisage (2) et leur moteur d'entraínement, et d'une partie d'ancrage (1b) qui supporte les moyens d'ancrage (12) et éventuellement les moyens de positionnement (11), les moyens télescopiques (10) reliant la partie porte-outil (1a) à la partie d'ancrage (1b) du châssis.
  4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la partie porte-outil (1a) s'engage dans un logement (9) de la partie d'ancrage (1b), et peut y coulisser axialement.
  5. Appareil selon l'une quelconque des revendication 1 à 4, caractérisé en ce lesdits moyens d'ancrage sont des patins mobiles (12) montés dans les faces principales de la partie d'ancrage (1a) du châssis.
EP97401224A 1996-06-04 1997-06-03 Appareil à châssis télescopique pour creuser des tranchées dans le sol Expired - Lifetime EP0811724B1 (fr)

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FR9606871 1996-06-04

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EP0811724A1 EP0811724A1 (fr) 1997-12-10
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