EP1094197A1 - Tool assembly for setting and removing the tools in a tunnel boring machine - Google Patents
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- E21D9/08—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining with additional boring or cutting means other than the conventional cutting edge of the shield
Definitions
- the present invention relates to a set of tools for installing and removing working tools from a machine tunneling.
- tunnel boring machine have a large mobile structure and called a shield having a substantially circular section whose diameter corresponds to the diameter of the tunnel which we dig.
- the shield is formed by an envelope cylindrical in two parts, a first part called rear bumper and a second part called bumper front connected to said rear bumper by a system floating joints to allow angular movements low amplitudes.
- the front bumper carries a cutting head which comes into contact with the working face to achieve the cutting of the formation crossed by the tunnel and which present in the general form of a circular tray of same diameter as the shield.
- the cutting head is equipped with a set of tools of work and the felling of the land is obtained by the rotation of this cutting head at a determined speed which depends on the nature of the ground to be dug and simultaneously by pushing this cutting head against the forehead of size.
- the front bumper also has a partition transverse and fixed, arranged behind the cutting head and determining with it a slaughter chamber inside from which the spoil or rubble is collected resulting from the felling of the ground under the advance of the TBM.
- Work tools are trained for example by cutting tools consisting of shaped knurls of discs having a sharp circular edge.
- the wheels are freely rotatable on an axis itself fixed in a tool housing having the shape of a generally rectangular wedge.
- the housing is fixed, generally by welding, on the cutting head.
- the work tool change operation consists in depositing from the housing the assembly constituted by the supports, axle, bearings, hub and disc and to assemble a new or renovated unit. Now, this set is heavy and weighs, depending on the type of work tool, a hundred or several hundred kilograms and the operations installation and removal takes place in the room slaughter, therefore in difficult conditions.
- change operations working tools are produced by means of a hoist installed in the slaughter room and comprising means attachment to the work tools to be replaced.
- the object of the invention is to avoid these drawbacks by proposing a set of installation tools and removal of working tools from a digging machine tunnel which simplifies disassembly operations and mounting these tools and doing the different phases with precision.
- the invention therefore relates to a set of tools for installing and removing working tools from a machine tunnel excavation comprising a cylindrical casing on the front of which are arranged, on the one hand, a cutting head formed by a circular plate driven rotating and supporting work tools and, on the other part, a transverse and fixed partition, arranged behind the cutting head and determining with it a chamber felling, characterized in that it comprises an articulated arm comprising at least three vertical articulation axes and provided at one end with hooking means in the chamber slaughter and at the other end of support means of an adapter comprising gripping members of a working tool and cooperating with means for adjusting the vertical position of the grippers and the position angular of said gripping members around a horizontal axis of rotation.
- a digging machine 1 called a tunnel boring machine, which typically consists of an envelope generally cylindrical, in two independent parts, a first part 2 called rear bumper and a second part 3 called the front shield.
- Front bumper 3 carries a designated cutting head as a whole by the reference 4, and which comes in contact with the face of size A to carry out the cutting of the formation crossed by the tunnel and which presents itself in the general form of a circular plate 5 (Fig. 2) of same diameter as the rear bumper 2 and the bumper before 3.
- the cutting head 4 is rotated by at least one motor 6 at a determined speed which is depending on the nature of the ground to be dug.
- the plate 5 of the cutting head 4 carries, on its front of work tools 7, such as crushing wheels and / or slaughter tools and the front bumper 3 also has a vertical partition 8 and fixed, arranged behind the cutting head 4 and sparing with this a slaughter chamber 9.
- the rear shield 2 and the front shield 3 are connected to each other by a set of 10 joints floating which allows angular movements and of translation of this front shield 3 relative to said shield rear 2.
- the digging machine 1 also includes means 12 for axially moving the assembly formed by the rear shield 2, the front shield 3 and the head of section 4, a device 13 for installing segments 14 inside of the tunnel and a screw conveyor 15 intended for evacuation material torn off and mixed with an additional product in the slaughter room 9.
- the means 12 for axially moving the shield rear 2 as well as front shield 3 and head cutting 4 are formed by a ring of cylinders 12a integral of the front shield 3 and which come to bear against the segment of segments 14 placed inside the tunnel so as to exert on the front shield 3, the necessary thrust excavation of the land crossed.
- the angular variations of the cutting head 4 are obtained by thrust differences between the different verrines 12a.
- the working tools 7 undergo wear and tear so it is necessary to replace them after a certain operating time or after a certain length of advance of the tunnel.
- the replacement of work tools 7 is carried out on the internal face of the cutting head 4, it is say inside the slaughter chamber 9 by means of a set of tools for installing and removing work tools 7 and which is designated by the general reference 20 on Figures 3 to 12.
- the tool assembly 20 is placed in the slaughter chamber 9 and it is suitable for installation and removal of working tools 7 located on the peripheral edges of the cutting head 4, as shown in FIG. 3, or on the central part of said cutting head 4, as shown in Fig. 4.
- the tool assembly 20 can be fixed on the transverse bulkhead 8 of the front bumper 3 or on the inner face of the cutting head 4.
- the tool assembly 20 is suitable for the replacement of work tools 7 of different types and up to several hundred kilograms.
- the tool assembly 20 includes an arm articulated 21 comprising at least three axes of articulation vertical, respectively 22a, 22b and 22c, and provided at one end hooking means 30 in the slaughter chamber 9 and at the other end of support means 40 of an adapter 50 comprising gripping members of a tool work 7.
- the articulated arm 21 is formed by two rigid elements, respectively 23a and 23b, connected one to the other by a vertical hinge pin 22b.
- the end free of the first element 23a is connected to the hooking means 30 by a vertical hinge pin 22a and the end free of the second element 23b is connected to the means of support 40 of the adapter 50 by a vertical hinge pin 22c.
- the articulated arm 21 is formed by three rigid elements, respectively 23a, 23b and 23c, connected between them by a vertical articulation axis, respectively 22b and 22d.
- the free end of the first element 23a is connected to the hooking means 30 by a hinge pin vertical 22a and the free end of the third element 23c is connected to the support means 40 of the adapter 50 by a vertical hinge pin 22c.
- the use of the three-element articulated arm depends on the location of the work tool to be replaced and this type of articulated arm is used most often for installing and removing working tools located in the middle and peripheral parts of the head section 4.
- attachment means 30 of the articulated arm 20 in the chamber slaughter 9 are formed by screwing members 31 and by centering pins 32 mounted on the hinge pin 22a of the first element 23a and intended to cooperate with corresponding holes, respectively 33 and 34, formed in a plate 35 fixed to a wall of the chamber slaughter 9.
- the adapter 50 mounted at the free end of the articulated arm 20 to using the support means 40 is formed by a vertical tube 51 supporting members 52 for gripping a tool work 7.
- the means 40 for supporting the tube 51 of the adapter 50 are formed by a yoke 41 comprising two branches horizontal, respectively 41a and 41b, each mounted free to rotate on one end of the hinge pin vertical 22c using a thrust ball bearing or a roller stop 42.
- the two horizontal branches 41a and 41b of the yoke 41 are connected together by a branch vertical 43.
- means 40 for supporting the tube 51 of the adapter 50 are also formed by two parallel rods 44 connected to one 44a from their ends to the upper branch 41a of the yoke 41 by means of a horizontal axis 45 and the other 44b from their ends to said tube 51 of the adapter 50 by a horizontal axis 46.
- the tube 51 of the adapter 50 can move in a vertical plane around the horizontal axis 46.
- the gripping members of the working tool 7 are formed by at least two screwing elements 52 supported by the vertical tube 51 and whose threaded free end 52a cooperates with a threaded orifice made in the tool 7, as shown for example on Figs. 5 and 8.
- the adapter 50 can have different configurations.
- the vertical tube 51 extends below of the yoke 41 and the screwing elements 52 ensuring gripping the work tool 7 to be replaced are carried directly by said vertical tube 51.
- the vertical tube 51 of the adapter 50 extends above the yoke 41 and the screwing elements 52 ensuring gripping work tool 7 are worn directly by said vertical tube 51 above this yoke 41.
- the vertical tube 51 of the adapter 50 extends on either side of the yoke 41 and the elements of screw 52 are carried directly by said vertical tube 51 on each side of this yoke 41.
- the vertical tube 51 supports a frame 55 whose vertical branches 55a carry the elements screw 52 for gripping the tool work 7 to be replaced.
- the adapter 50 also includes screws 53 intended to rest on the casing of the working tool 7 to be replaced in order to exert an extraction effort from said work tool 7 relative to its housing when changing of said working tool.
- the extraction screws 53 are mounted at each end of several horizontal uprights 54 carried by the vertical tube 51 of the adapter 50, as shown in Figs. 10 to 12, or on the corners of frame 55, as shown in Fig. 9.
- the tool assembly 20 also includes means for adjusting the vertical position of the grip 52 and the angular position of said members grip 52 around the horizontal axis of rotation 46.
- means for adjusting the vertical position of the gripping 52 of the working tool 7 are formed by a vertical screw 60 mounted on the upper branch 41a of the yoke 41 and whose threaded free end 61a cooperates with a nut 62 carrying a stud 63 secured to the vertical tube 51 of adapter 50.
- the support between the nut 62 and the stud 63 is a spherical support.
- the nipple 63 has a slot vertical passage 63a for the rod of the screw 60 which allows to change the adapter 50 according to the tool installation to be replaced without removing the screw 60 and the nut 62. Indeed, to change the adapter 50, it suffices to disassemble the horizontal axis 46 and release the nut 63 from the screw rod 60 by an appropriate movement.
- Means for adjusting the angular position gripping members 52 are formed, as shown in Figs. 5 and 7, by a horizontal screw 65 carried by the lower branch 41b of the yoke 41 that is to say below of the horizontal axis 45 of connection between the two rods 44 and said yoke 41.
- the free end 65a of the horizontal screw 65 is supported on the tube 51 of the adapter 50 which allows when rotating said screw 65 to rotate the adapter 50 around the horizontal axis 46 and so ability to adjust position of grippers 52 by relative to the orifices made in the working tool 7 to replace.
- the tool assembly 20 also includes means of blocking the various joints as well as hooking elements with a transport system for facilitate handling.
- the tool set 20 When removing a used work tool 7, the tool set 20 is introduced into the chamber slaughter 9 by passing it through a manhole and it is fixed on the internal face of the cutting head 4 or on the transverse wall 8 depending on the position of the tool work to be removed.
- the tool assembly 20 is positioned on the receiving plate 35 using the pins of centering 32 and it is fixed on said plate 35 by means screwing elements 31.
- the gripping members 52 are brought gradually opposite the receiving openings in work tool 7 to be removed by rotating the different elements of the articulated arm 21 around the axes hinge 22a, 22b and 22c and by acting on the screws adjustment 60 and 65.
- the gripping members 52 are screwed in the receiving holes in the work tool 7 and this working tool 7 is extracted from its housing by acting on the screws 53 which exert an extraction force on the housing of the work tool to be removed.
- the working tool 7 supported by the organs of grip 52 is released from its housing and the articulated arm 21 is moved to bring the working tool 7 into a suitable area of the slaughter chamber 9 where it can be taken back by conventional handling means.
- this working tool 7 is brought opposite the organs gripping 52 of the tool assembly 20 previously mounted in the slaughter chamber 9.
- the working tool 7 is fixed on the organs of gripping 52 and the articulated arm 21 is moved to have the working tool 7 opposite its casing.
- the gripping members 52 are removed from said work tool and the tool assembly 20 is removed from the slaughter chamber 9.
- the tool assembly according to the invention has the advantage of being compact and light and reduces significantly the efforts required of operators which increases the safety of these operators and increase the precision of docking movements thanks to to the different possibilities of adjusting the position of the gripping bodies for working tools and thanks to components of the articulated arm which can pivot the relative to each other at an angle of 260 °.
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Abstract
Description
La présente invention concerne un ensemble d'outillage de pose et de dépose d'outils de travail d'une machine de creusement de tunnel.The present invention relates to a set of tools for installing and removing working tools from a machine tunneling.
Les machines de creusement de tunnel appelées tunnelier comportent une structure mobile de grandes dimensions et nommée bouclier ayant une section sensiblement circulaire dont le diamètre correspond au diamètre du tunnel dont on réalise le creusement.The tunneling machines called tunnel boring machine have a large mobile structure and called a shield having a substantially circular section whose diameter corresponds to the diameter of the tunnel which we dig.
Généralement, le bouclier est formé par une enveloppe cylindrique en deux parties, une première partie appelée bouclier arrière et une seconde partie appelée bouclier avant relié audit bouclier arrière par un système d'articulations flottantes pour autoriser des mouvements angulaires de faibles amplitudes.Generally, the shield is formed by an envelope cylindrical in two parts, a first part called rear bumper and a second part called bumper front connected to said rear bumper by a system floating joints to allow angular movements low amplitudes.
Le bouclier avant porte une tête de coupe qui vient en contact avec le front de taille pour réaliser le découpage de la formation traversée par le tunnel et qui se présente sous la forme générale d'un plateau circulaire de même diamètre que le bouclier.The front bumper carries a cutting head which comes into contact with the working face to achieve the cutting of the formation crossed by the tunnel and which present in the general form of a circular tray of same diameter as the shield.
La tête de coupe est équipée d'un ensemble d'outils de travail et l'abattage du terrain est obtenu par la rotation de cette tête de coupe à une vitesse déterminée qui est fonction de la nature du terrain à creuser et simultanément par une poussée de cette tête de coupe contre le front de taille.The cutting head is equipped with a set of tools of work and the felling of the land is obtained by the rotation of this cutting head at a determined speed which depends on the nature of the ground to be dug and simultaneously by pushing this cutting head against the forehead of size.
Le bouclier avant comporte également une cloison transversale et fixe, disposée derrière la tête de coupe et déterminant avec celle-ci une chambre d'abattage à l'intérieur de laquelle sont recueillis les déblais ou les gravats qui résultent de l'abattage du terrain sous l'avance du tunnelier.The front bumper also has a partition transverse and fixed, arranged behind the cutting head and determining with it a slaughter chamber inside from which the spoil or rubble is collected resulting from the felling of the ground under the advance of the TBM.
Les outils de travail sont formés par exemple par des outils de coupe constitués par des molettes en forme de disques ayant un bord circulaire tranchant.Work tools are trained for example by cutting tools consisting of shaped knurls of discs having a sharp circular edge.
Les molettes sont montées librement rotatives sur un axe lui-même fixé dans un boítier porte-outil ayant la forme d'une cale généralement rectangulaire. The wheels are freely rotatable on an axis itself fixed in a tool housing having the shape of a generally rectangular wedge.
Le boítier est fixé, généralement par soudure, sur la tête de coupe.The housing is fixed, generally by welding, on the cutting head.
Pendant l'avancement du tunnelier à l'intérieur du terrain traversé, les outils de travail subissent une usure de sorte qu'il est nécessaire de les remplacer après un certain temps de fonctionnement ou après une certaine longueur d'avancement du tunnel.During the advancement of the inside TBM of the ground crossed, the working tools undergo a wear so it is necessary to replace them after a certain operating time or after a certain length of tunnel advance.
Le remplacement des outils de travail doit être réalisé par le côté interne de la tête de coupe opposé au front de taille, c'est à dire à l'intérieur de la chambre d'abattage.Replacement of work tools must be produced by the internal side of the cutting head opposite the face size, i.e. inside the room slaughter.
L'opération de changement d'un outil de travail consiste à déposer du boítier l'ensemble constitué par les supports, l'axe, les roulements, le moyeu et le disque et à monter un ensemble neuf ou rénové. Or, cet ensemble est lourd et pèse, selon le type d'outil de travail, une centaine ou plusieurs centaines de kilogrammes et les opérations de pose et de dépose se déroulent dans la chambre d'abattage, donc dans des conditions difficiles.The work tool change operation consists in depositing from the housing the assembly constituted by the supports, axle, bearings, hub and disc and to assemble a new or renovated unit. Now, this set is heavy and weighs, depending on the type of work tool, a hundred or several hundred kilograms and the operations installation and removal takes place in the room slaughter, therefore in difficult conditions.
Jusqu'à présent, les opérations de changement des outils de travail sont réalisées au moyen d'un palan installé dans la chambre d'abattage et comportant des moyens d'accrochage sur les outils de travail à remplacer.So far, change operations working tools are produced by means of a hoist installed in the slaughter room and comprising means attachment to the work tools to be replaced.
Mais, lors de la dépose ou de la pose d'un outil de travail, le positionnement des moyens d'accrochage par rapport à l'outil à remplacer ou le positionnement d'un outil neuf par rapport à son boítier de support est imprécis et demande de nombreuses interventions des opérateurs pour réaliser les différentes phases de démontage ou de montage.But when removing or installing a tool of work, the positioning of the attachment means by relation to the tool to be replaced or the positioning of a tool new compared to its support case is imprecise and requires numerous operator interventions to carry out the different disassembly or assembly phases.
L'invention a pour but d'éviter ces inconvénients en proposant un ensemble d'outillage de pose et de dépose d'outils de travail d'une machine de creusement de tunnel qui permet de simplifier les opérations de démontage et de montage de ces outils et de réaliser les différentes phases avec précision.The object of the invention is to avoid these drawbacks by proposing a set of installation tools and removal of working tools from a digging machine tunnel which simplifies disassembly operations and mounting these tools and doing the different phases with precision.
L'invention a donc pour objet un ensemble d'outillage de pose et de dépose d'outils de travail d'une machine de creusement de tunnel comprenant une enveloppe cylindrique à l'avant de laquelle sont disposées, d'une part, une tête de coupe formée par un plateau circulaire entraíné en rotation et supportant les outils de travail et, d'autre part, une cloison transversale et fixe, disposée derrière la tête de coupe et déterminant avec celle-ci une chambre d'abattage, caractérisé en ce qu'il comprend un bras articulé comportant au moins trois axes d'articulation verticaux et muni à une extrémité de moyens d'accrochage dans la chambre d'abattage et à l'autre extrémité de moyens de support d'un adaptateur comprenant des organes de préhension d'un outil de travail et coopérant avec des moyens de réglage de la position verticale des organes de préhension et de la position angulaire desdits organes de préhension autour d'un axe de rotation horizontal.The invention therefore relates to a set of tools for installing and removing working tools from a machine tunnel excavation comprising a cylindrical casing on the front of which are arranged, on the one hand, a cutting head formed by a circular plate driven rotating and supporting work tools and, on the other part, a transverse and fixed partition, arranged behind the cutting head and determining with it a chamber felling, characterized in that it comprises an articulated arm comprising at least three vertical articulation axes and provided at one end with hooking means in the chamber slaughter and at the other end of support means of an adapter comprising gripping members of a working tool and cooperating with means for adjusting the vertical position of the grippers and the position angular of said gripping members around a horizontal axis of rotation.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention :
- le bras articulé est formé par deux éléments rigides reliés l'un à l'autre par un axe d'articulation vertical, l'extrémité libre du premier élément étant reliée aux moyens d'accrochage par un axe d'articulation vertical et l'extrémité libre du second élément étant reliée aux moyens de support de l'adaptateur par un axe d'articulation vertical,
- le bras articulé est formé par trois éléments rigides reliés entre eux par un axe d'articulation vertical, l'extrémité libre du premier élément étant reliée aux moyens d'accrochage par un axe d'articulation vertical et l'extrémité libre du troisième élément étant reliée aux moyens de support de l'adaptateur par un axe d'articulation vertical,
- les moyens d'accrochage du bras articulé sont formés par des organes de vissage et des pions de centrage montés sur l'axe d'articulation du premier élément dudit bras articulé et destinés à coopérer avec des orifices correspondant ménagés dans une platine fixée sur la paroi de la chambre d'abattage,
- les moyens de support de l'adaptateur sont formés par une chape montée libre en rotation sur l'axe d'articulation vertical d'extrémité de cet adaptateur et par deux biellettes parallèles reliées à l'une de leurs extrémités à ladite chape par un axe horizontal et à l'autre de leurs extrémités audit adaptateur par un axe horizontal,
- l'adaptateur est formé par un tube vertical monté sur l'axe horizontal correspondant des biellettes et supportant les organes de préhension d'un outil de travail,
- les moyens de réglage de la position verticale des organes de préhension sont formés par une vis verticale montée sur la chape et dont l'extrémité libre filetée coopère avec un écrou portant un téton solidaire du tube de l'adaptateur,
- les moyens de réglage de la position angulaire des organes de préhension sont formés par une vis horizontale portée par la chape au-dessous de l'axe horizontal de liaison entre les deux biellettes et ladite chape, l'extrémité libre de ladite vis horizontale étant en appui sur le tube de l'adaptateur.
- the articulated arm is formed by two rigid elements connected to each other by a vertical articulation axis, the free end of the first element being connected to the attachment means by a vertical articulation axis and the end free of the second element being connected to the support means of the adapter by a vertical articulation axis,
- the articulated arm is formed by three rigid elements connected together by a vertical articulation axis, the free end of the first element being connected to the hooking means by a vertical articulation axis and the free end of the third element being connected to the adapter support means by a vertical hinge pin,
- the attachment means of the articulated arm are formed by screwing members and centering pins mounted on the articulation axis of the first element of said articulated arm and intended to cooperate with corresponding orifices formed in a plate fixed to the wall from the slaughter room,
- the adapter support means are formed by a yoke mounted freely in rotation on the vertical articulation axis of the end of this adapter and by two parallel connecting rods connected at one of their ends to said yoke by an axis horizontal and at the other of their ends to said adapter by a horizontal axis,
- the adapter is formed by a vertical tube mounted on the corresponding horizontal axis of the rods and supporting the gripping members of a working tool,
- the means for adjusting the vertical position of the gripping members are formed by a vertical screw mounted on the yoke and the free threaded end of which cooperates with a nut carrying a stud secured to the tube of the adapter,
- the means for adjusting the angular position of the gripping members are formed by a horizontal screw carried by the yoke below the horizontal connecting axis between the two rods and said yoke, the free end of said horizontal screw being in press on the adapter tube.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaítront au cours de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels :
- la Fig. 1, est une vue schématique en coupe axiale d'une machine de creusement d'un tunnel,
- la Fig. 2 est une vue de face en élévation de la tête de coupe de la machine de creusement,
- les Figs. 3 et 4 sont deux vues schématiques montrant deux exemples de positionnement d'un ensemble d'outillage de pose et de dépose d'un outil de travail dans la chambre d'abattage de la machine de creusement,
- la Fig. 5 est une vue schématique en coupe axiale d'un premier mode de réalisation d'un ensemble d'outillage, conforme à l'invention,
- la Fig. 6 est une vue de dessus de la Fig. 5,
- la Fig. 7 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un second mode de réalisation d'un ensemble d'outillage, conforme à l'invention,
- la Fig. 8 est une vue de dessus de la Fig. 7,
- la Fig. 9 est une vue en coupe selon la ligne 9-9 de la Fig. 7,
- les Figs. 10 à 12 sont des vues schématiques en perspective montrant différents modes de réalisation de l'adaptateur de l'ensemble d'outillage, conforme à l'invention.
- Fig. 1 is a schematic view in axial section of a tunneling machine,
- Fig. 2 is a front elevation view of the cutting head of the digging machine,
- Figs. 3 and 4 are two schematic views showing two examples of positioning a set of tools for laying and depositing a working tool in the felling chamber of the digging machine,
- Fig. 5 is a schematic view in axial section of a first embodiment of a set of tools, according to the invention,
- Fig. 6 is a top view of FIG. 5,
- Fig. 7 is a schematic view in longitudinal section of a second embodiment of a set of tools, in accordance with the invention,
- Fig. 8 is a top view of FIG. 7,
- Fig. 9 is a sectional view along line 9-9 of FIG. 7,
- Figs. 10 to 12 are schematic perspective views showing different embodiments of the adapter of the tool assembly, according to the invention.
Sur la Fig. 1, on a représenté schématiquement
une machine de creusement 1, appelée tunnelier, et qui se
compose, de manière classique, d'une enveloppe généralement
cylindrique, en deux parties indépendantes, une première
partie 2 appelée bouclier arrière et une seconde partie 3
appelée bouclier avant.In Fig. 1, there is shown schematically
a digging machine 1, called a tunnel boring machine, which
typically consists of an envelope generally
cylindrical, in two independent parts, a
Le bouclier avant 3 porte une tête de coupe désignée
dans son ensemble par la référence 4, et qui vient en
contact avec le front de taille A pour réaliser le découpage
de la formation traversée par le tunnel et qui se présente
sous la forme générale d'un plateau circulaire 5 (Fig. 2) de
même diamètre que le bouclier arrière 2 et que le bouclier
avant 3.
La tête de coupe 4 est entraínée en rotation
par au moins un moteur 6 à une vitesse déterminée qui est
fonction de la nature du terrain à creuser.The
Le plateau 5 de la tête de coupe 4 porte, sur sa
face avant des outils de travail 7, comme par exemple des
molettes de concassage et/ou des outils d'abattage et le
bouclier avant 3 comporte également une cloison 8 verticale
et fixe, disposée derrière la tête de coupe 4 et ménageant
avec celle-ci une chambre d'abattage 9.The
Le bouclier arrière 2 et le bouclier avant 3
sont reliés l'un à l'autre par un ensemble 10 d'articulations
flottantes qui autorise les mouvements angulaires et
de translation de ce bouclier avant 3 par rapport audit bouclier
arrière 2.The
Ces articulations flottantes sont constituées
par des vérins hydrauliques 11 dits vérins d'articulation
qui assurent également la traction du bouclier arrière 2 par
le bouclier avant 3.These floating joints are made up
by
La machine de creusement 1 comporte aussi des
moyens 12 de déplacement axialement de l'ensemble constitué
par le bouclier arrière 2, le bouclier avant 3 et la tête de
coupe 4, un dispositif 13 de pose de voussoirs 14 à l'intérieur
du tunnel et un transporteur à vis 15 destiné à l'évacuation
du matériau arraché et mélangé à un produit additionnel
dans la chambre d'abattage 9.The digging machine 1 also includes
Les moyens 12 de déplacement axialement du bouclier
arrière 2 ainsi que du bouclier avant 3 et de la tête
de coupe 4 sont formés par une couronne de vérins 12a solidaires
du bouclier avant 3 et qui viennent en appui contre
la tranche des voussoirs 14 posés à l'intérieur du tunnel
de façon à exercer sur le bouclier avant 3, la poussée nécessaire
à l'excavation des terrains traversés.The
Les variations angulaires de la tête de coupe 4
sont obtenues par des écarts de poussée entre les différents
verrins 12a.The angular variations of the
Pendant l'avancement de la machine de creusement
1 à l'intérieur du terrain, les outils de travail 7 subissent
une usure de sorte qu'il est nécessaire de les remplacer
après un certain temps de fonctionnement ou après une
certaine longueur d'avancement du tunnel.During the advancement of the digging machine
1 inside the field, the
Le remplacement des outils de travail 7 est réalisé
sur la face interne de la tête de coupe 4, c'est à
dire à l'intérieur de la chambre d'abattage 9 au moyen d'un
ensemble d'outillage de pose et de dépose des outils de travail
7 et qui est désigné par la référence générale 20 sur
les figures 3 à 12.The replacement of
Ainsi que représenté schématiquement sur les
Figs. 3 et 4, l'ensemble d'outillage 20 est placé dans la
chambre d'abattage 9 et il est adapté pour la pose et la dépose
d'outils de travail 7 situés sur les bords périphériques
de la tête de coupe 4, comme représenté à la Fig. 3, ou
sur la partie centrale de ladite tête de coupe 4, comme représenté
à la Fig. 4. As shown schematically on the
Figs. 3 and 4, the
En fonction de l'emplacement de l'outil de travail
à remplacer, l'ensemble d'outillage 20 peut être fixé
sur la cloison transversale 8 du bouclier avant 3 ou sur la
face interne de la tête de coupe 4.Depending on the location of the work tool
to be replaced, the
L'ensemble d'outillage 20 est adapté pour le
remplacement d'outils de travail 7 de différents types et
pouvant atteindre plusieurs centaines de kilogrammes.The
D'une manière générale et comme représenté sur
les Figs. 5 à 12, l'ensemble d'outillage 20 comprend un bras
articulé 21 comportant au moins trois axes d'articulation
verticaux, respectivement 22a, 22b et 22c, et muni à une extrémité
de moyens d'accrochage 30 dans la chambre d'abattage
9 et à l'autre extrémité de moyens de support 40 d'un adaptateur
50 comportant des organes de préhension d'un outil de
travail 7.In general and as shown on
Figs. 5 to 12, the
Selon un premier mode de réalisation représenté
sur les Figs. 5 et 6, le bras articulé 21 est formé par deux
éléments rigides, respectivement 23a et 23b, reliés l'un à
l'autre par un axe d'articulation vertical 22b. L'extrémité
libre du premier élément 23a est reliée aux moyens d'accrochage
30 par un axe d'articulation vertical 22a et l'extrémité
libre du second élément 23b est reliée aux moyens de
support 40 de l'adaptateur 50 par un axe d'articulation vertical
22c.According to a first embodiment shown
in Figs. 5 and 6, the articulated
Selon un second mode d'articulation représenté
sur les Figs. 7 et 8, le bras articulé 21 est formé par
trois éléments rigides, respectivement 23a, 23b et 23c, reliés
entre eux par un axe d'articulation vertical, respectivement
22b et 22d. L'extrémité libre du premier élément 23a
est reliée aux moyens d'accrochage 30 par un axe d'articulation
vertical 22a et l'extrémité libre du troisième élément
23c est reliée aux moyens de support 40 de l'adaptateur 50
par un axe d'articulation vertical 22c.According to a second mode of articulation shown
in Figs. 7 and 8, the articulated
L'utilisation du bras articulé à trois éléments
est fonction de l'emplacement de l'outil de travail à remplacer
et ce type de bras articulé est utilisé le plus souvent
pour la pose et la dépose d'outils de travail situés
dans les parties médianes et périphériques de la tête de
coupe 4.The use of the three-element articulated arm
depends on the location of the work tool to be replaced
and this type of articulated arm is used most often
for installing and removing working tools located
in the middle and peripheral parts of the
Comme représenté sur les Figs. 5 et 7, les
moyens d'accrochage 30 du bras articulé 20 dans la chambre
d'abattage 9 sont formés par des organes de vissage 31 et
par des pions de centrage 32 montés sur l'axe d'articulation
22a du premier élément 23a et destinés à coopérer avec des
orifices correspondant, respectivement 33 et 34, ménagés
dans une platine 35 fixée sur une paroi de la chambre
d'abattage 9.As shown in Figs. 5 and 7,
attachment means 30 of the articulated
Comme représenté sur les Figs. 5 à 9, l'adaptateur
50 monté à l'extrémité libre du bras articulé 20 à
l'aide des moyens de support 40 est formé par un tube vertical
51 supportant des organes 52 de préhension d'un outil
de travail 7.As shown in Figs. 5 to 9, the
Les moyens 40 de support du tube 51 de l'adaptateur
50 sont formés par une chape 41 comportant deux branches
horizontales, respectivement 41a et 41b, montées chacune
libre en rotation sur une extrémité de l'axe d'articulation
verticale 22c à l'aide d'une butée à billes ou d'une
butée à rouleaux 42. Les deux branches horizontales 41a et
41b de la chape 41 sont reliées entre elles par une branche
verticale 43.The means 40 for supporting the
Ainsi que représenté sur les Figs. 6 et 8, les
moyens 40 de support du tube 51 de l'adaptateur 50 sont également
formés par deux biellettes parallèles 44 reliées à
l'une 44a de leurs extrémités à la branche supérieure 41a de
la chape 41 au moyen d'un axe horizontal 45 et à l'autre 44b
de leurs extrémités audit tube 51 de l'adaptateur 50 par un
axe horizontal 46.As shown in Figs. 6 and 8,
means 40 for supporting the
Ainsi, le tube 51 de l'adaptateur 50 peut se déplacer
dans un plan vertical autour de l'axe horizontal 46.Thus, the
Les organes de préhension de l'outil de travail
7 sont formés par au moins deux éléments de vissage 52 supportés
par le tube vertical 51 et dont l'extrémité libre filetée
52a coopère avec un orifice taraudé ménagé dans l'outil
de travail 7, ainsi que représenté par exemple sur les
Figs. 5 et 8.The gripping members of the working
Selon le type d'outil de travail 7 à remplacer,
l'adaptateur 50 peut avoir différentes configurations.Depending on the type of
Selon un premier mode de réalisation représenté
sur les Figs. 5 et 10, le tube vertical 51 s'étend au-dessous
de la chape 41 et les éléments de vissage 52 assurant
la préhension de l'outil de travail 7 à remplacer sont
portés directement par ledit tube vertical 51.According to a first embodiment shown
in Figs. 5 and 10, the
Selon un second mode de réalisation représenté à
la Fig. 11, le tube vertical 51 de l'adaptateur 50 s'étend
au-dessus de la chape 41 et les éléments de vissage 52 assurant
la préhension de l'outil de travail 7 sont portés directement
par ledit tube vertical 51 au-dessus de cette
chape 41.According to a second embodiment shown in
Fig. 11, the
Selon un troisième mode de réalisation représenté
à la Fig. 12, le tube vertical 51 de l'adaptateur 50
s'étend de part et d'autre de la chape 41 et les éléments de
vissage 52 sont portés directement par ledit tube vertical
51 de chaque côté de cette chape 41.According to a third embodiment shown
in Fig. 12, the
Selon un quatrième mode de réalisation représenté
sur les Figs. 7 à 9, le tube vertical 51 supporte un cadre
55 dont les branches verticales 55a portent les éléments
de vissage 52 destinés à assurer la préhension de l'outil de
travail 7 à remplacer.According to a fourth embodiment shown
in Figs. 7 to 9, the
L'adaptateur 50 comporte également des vis 53
destinées à prendre appui sur le boítier de l'outil de travail
7 à remplacer pour exercer un effort d'extraction dudit
outil de travail 7 par rapport à son boítier lors du changement
dudit outil de travail.The
Les vis 53 d'extraction sont montées à chaque
extrémité de plusieurs montants horizontaux 54 portés par le
tube vertical 51 de l'adaptateur 50, comme représenté sur
les Figs. 10 à 12, ou sur les coins du cadre 55, comme représenté
à la Fig. 9.The extraction screws 53 are mounted at each
end of several
L'ensemble d'outillage 20 comporte également des
moyens de réglage de la position verticale des organes de
préhension 52 et de la position angulaire desdits organes
de préhension 52 autour de l'axe de rotation horizontal 46.The
Comme représenté sur les Figs. 5 et 7, les
moyens de réglage de la position verticale des organes de
préhension 52 de l'outil de travail 7 sont formés par une
vis verticale 60 montée sur la branche supérieure 41a de la
chape 41 et dont l'extrémité libre filetée 61a coopère avec
un écrou 62 portant un téton 63 solidaire du tube vertical
51 de l'adaptateur 50.As shown in Figs. 5 and 7,
means for adjusting the vertical position of the
gripping 52 of the working
L'appui entre l'écrou 62 et le téton 63 est un
appui sphérique.The support between the
Par ailleurs, le téton 63 comporte une fente
verticale 63a de passage de la tige de la vis 60 ce qui permet
de changer l'adaptateur 50 en fonction de l'outil de
pose à remplacer et cela sans démonter la vis 60 et l'écrou
62. En effet, pour changer l'adaptateur 50, il suffit de démonter
l'axe horizontal 46 et de dégager l'écrou 63 de la
tige de la vis 60 par un mouvement approprié.Furthermore, the
Les moyens de réglage de la position angulaire
des organes de préhension 52 sont formés, comme représenté
sur les Figs. 5 et 7, par une vis horizontale 65 portée par
la branche inférieure 41b de la chape 41 c'est à dire au-dessous
de l'axe horizontal 45 de liaison entre les deux
biellettes 44 et ladite chape 41.Means for adjusting the angular
L'extrémité libre 65a de la vis horizontale 65
est en appui sur le tube 51 de l'adaptateur 50 ce qui permet
lors de la rotation de ladite vis 65 de faire pivoter
l'adaptateur 50 autour de l'axe horizontal 46 et ainsi de
pouvoir régler la position des organes de préhension 52 par
rapport aux orifices ménagés dans l'outil de travail 7 à
remplacer.The
L'ensemble d'outillage 20 comporte aussi des
moyens de blocage des différentes articulations ainsi que
des éléments d'accrochage avec un système de transport pour
faciliter sa manutention.The
Lors de la dépose d'un outil de travail 7 usé,
l'ensemble d'outillage 20 est introduit dans la chambre
d'abattage 9 en le faisant passer par un trou d'homme et il
est fixé sur la face interne de la tête de coupe 4 ou sur la
paroi transversale 8 en fonction de la position de l'outil
de travail à retirer. L'ensemble d'outillage 20 est positionné
sur la platine de réception 35 à l'aide des pions de
centrage 32 et il est fixé sur ladite platine 35 au moyen
des organes de vissage 31.When removing a
Les organes de préhension 52 sont amenés progressivement
en regard des orifices de réception ménagés
dans l'outil de travail 7 à retirer en faisant pivoter les
différents éléments du bras articulé 21 autour des axes
d'articulation 22a, 22b et 22c et en agissant sur les vis de
réglage 60 et 65. Les organes de préhension 52 sont vissés
dans les orifices de réception ménagés dans l'outil de travail
7 et cet outil de travail 7 est extrait de son logement
en agissant sur les vis 53 qui exercent un effort d'extraction
sur le boítier de l'outil de travail à retirer.The gripping
L'outil de travail 7 supporté par les organes de
préhension 52 est dégagé de son boítier et le bras articulé
21 est déplacé pour amener l'outil de travail 7 dans une
zone appropriée de la chambre d'abattage 9 où il peut être
repris par un moyen de manutention classique.The working
Pour la pose d'un outil de travail neuf ou rénové,
cet outil de travail 7 est amené en regard des organes
de préhension 52 de l'ensemble d'outillage 20 préalablement
monté dans la chambre d'abattage 9.For the installation of a new or renovated work tool,
this working
L'outil de travail 7 est fixé sur les organes de
préhension 52 et le bras articulé 21 est déplacé pour disposer
l'outil de travail 7 en regard de son boítier.The working
Dès que l'outil de travail 7 est placé dans le
boítier correspondant, les organes de préhension 52 sont
retirés dudit outil de travail et l'ensemble d'outillage 20
est retiré de la chambre d'abattage 9.As soon as the working
L'ensemble d'outillage conforme à l'invention présente l'avantage d'être compact et léger et permet de réduire de manière importante les efforts demandés aux opérateurs ce qui augmente la sécurité de ces opérateurs et d'augmenter la précision des mouvements d'accostage grâce aux différentes possibilités de réglage de la position des organes de préhension des outils de travail et grâce aux éléments composant le bras articulé qui peuvent pivoter les uns par rapport aux autres selon un angle de 260°.The tool assembly according to the invention has the advantage of being compact and light and reduces significantly the efforts required of operators which increases the safety of these operators and increase the precision of docking movements thanks to to the different possibilities of adjusting the position of the gripping bodies for working tools and thanks to components of the articulated arm which can pivot the relative to each other at an angle of 260 °.
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