EP1533470A1 - Tête de foration et de boulonnage pour machine de boulonnage - Google Patents

Tête de foration et de boulonnage pour machine de boulonnage Download PDF

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EP1533470A1
EP1533470A1 EP04356157A EP04356157A EP1533470A1 EP 1533470 A1 EP1533470 A1 EP 1533470A1 EP 04356157 A EP04356157 A EP 04356157A EP 04356157 A EP04356157 A EP 04356157A EP 1533470 A1 EP1533470 A1 EP 1533470A1
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EP
European Patent Office
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vertical
bolting
head according
slide
bolting head
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EP04356157A
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German (de)
English (en)
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EP1533470B1 (fr
Inventor
Jean-Claude Barthomeuf
Alain Comorge
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Sandvik Mining and Construction Lyon SAS
Original Assignee
Sandvik Tamrock Secoma SAS
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D20/00—Setting anchoring-bolts
    • E21D20/003—Machines for drilling anchor holes and setting anchor bolts

Definitions

  • the present invention relates generally to machines bolting, intended for the execution of underground work, in particularly in mining operations.
  • This invention relates, more particularly, to a drilling and bolting head, also referred to here more simply as “bolting head”, intended to equip such a bolting machine, the bolting head being very structured compact, and suitable for use in low mine drifts height, this head being mounted on a carrier vehicle itself low height.
  • a bolting head is an assembly supported by a vehicle carrying and mechanically installing bolts of support in the roof of a mine gallery.
  • a bolting head is mounted at the end of a support arm of changeable length. All thus formed by the bolting head and its support arm is bulky and does not permit use in low pit galleries; at In this respect, we must consider not only the congestion of the head of bolting and its support arm but also the important amplitude that in results for the feed movements of the bolting head in each desired working position, and the movements of passage of this head of bolting from one position to another.
  • the present invention aims to avoid these disadvantages, in providing a drill head and bolting of very compact structure, suitable for use and transport in low mine drifts height and under other conditions where the space available is limited, thanks to a reduction in space, both in height and laterally and in advanced, while retaining qualities of handling and ease of use, as well as a good stabilization in working position.
  • the bolting head object of the invention has a part orientable about a vertical axis, which is arranged a cylinder that plays the dual role of "advance to block", for the slide, and stanchion to support the roof of the gallery, this principle of construction allowing a realization particularly compact and integrating all the necessary functions.
  • the intermediate support is mounted and guided in translation on a transversely arranged table, and provided with means for its connection with one end of the carrier vehicle, motorized means being provided for control the movement of the slider along the table.
  • Means, provided for binding the table with one end of the carrier vehicle, are preferably arranged so as to allow the lifting and lowering this table.
  • These means of connection can to understand, on the one hand, articulating clevises of the table, around axes horizontally, to bases fixed on the end of the carrier vehicle, and on the other hand, at least one jack mounted between the carrier vehicle and said table.
  • the means for controlling the movement of the slide along of the table may comprise an engine carried by said table, and a transmission by endless chain connecting the engine to the slider.
  • the intermediate support is slidably mounted vertically on a front portion of a support arm telescope, the rear element of which is pivotally connected, around a vertical axis, with one end of the carrier vehicle, motorized means being provided for controlling pivoting of the support arm and telescoping of this support arm.
  • This other embodiment retains, globally, a compact structure.
  • the intermediate support can be pivotally mounted around a longitudinal axis, with respect to the slider or with respect to the front part of the support arm, according to the embodiment, to "sleep" the bolting head when not in use, reducing its height and facilitates the movements of the bolting machine equipped with this head bolting.
  • the slide is provided with vertical vertical guides, slidably mounted in guide pads on the vertical beam, and is also provided with anterior vertical guides, on which is mounted sliding the hole punch.
  • the motorized control means of the movement of the slide relative to the vertical beam, and displacement of the punch relative to the slide include advantageously a single motor, in particular carried by the vertical beam, which through at least one chain passing on return wheels controls the aforementioned displacements.
  • the head of bolting still includes means for pre-positioning, in a desired angular position or range, of the orientable assembly constituted by the vertical beam, the slide and the drill, relative to the intermediate support.
  • These means may include, on the part top of the intermediate support, a pre-positioning area provided of a series of notches and, articulated on the top of the vertical beam, a locking lever adapted to be inserted into one of the notches of the sector pre-positioning.
  • said pre-positioning means include, on the intermediate support, a horizontal top plate in which are formed, on the same circle centered on the axis of rotation defined by said support, at least two successive arc lights of circle, of angular extent corresponding to the amplitude of the rotation of the slide between the drilling position and the insertion position of a bolt, while on the aforementioned beam is mounted a vertical cylinder whose element mobile, directed upwards, is fit to be engaged in one to the choice of lights in an arc.
  • the ends of the lights in an arc constitute here the stops which define, for each chosen work zone, the two particular positions of the slide.
  • the perforator which is a compact perforator realizing each cycle of operation the drilling of a hole followed by the laying of a bolt, is advantageously mounted on a support, which also carries laterally a vertical housing, for the positioning and introduction of a bolt, said housing and the drilling line of the drill being located on the same circle centered on the aforementioned vertical axis.
  • the invention thus provides a bolting head particularly compact, both in the vertical direction and in the front-to-back direction, especially in the case where the usual support arm replaced by a table providing transverse movement and also of lifting, while the vertical axis of advance to the block is merged with the axis of pivoting of the slide.
  • the slide with telescopic operation adapting to the available height, fits in remaining vertical in the size of the machine, when it is retracted, which allows move the machine between two successive positions of drilling and laying of a bolt, without having to fold the slide. So the design of bolting head according to the invention eliminates a rotational movement usually necessary, which saves time and therefore productivity gain.
  • the pre-positioning means of the slide, and the housing provided for the positioning and insertion of a bolt make the bolting head of the invention manageable and easy to use.
  • all motorized movements of translation and rotation of the head bolting are preferably radiocontrolled movements.
  • FIG. 1 represents, as a whole, a machine for bolting for mining operations, with a carrier vehicle 1 which, in the illustrated example, comprises a rigid one-piece chassis 2 and four wheels 3, 4, two wheels 3 located on the right side of frame 2, and two other wheels 4 located on the left side of chassis 2.
  • this frame 2 has a flat upper face and horizontally located at a relatively low height (especially one meter) above the ground on which the carrier vehicle 1 moves by its wheels 3, 4.
  • Each driving wheel 3, 4 has an independent suspension, parallelogram, and it is powered by a hydraulic motor powered by a pump unit 5, from a hydraulic tank 6.
  • the chassis 2 of the carrier vehicle 1 is equipped, at the front, with a head bolting generally indicated by the reference 7, and making more particularly the object of the present invention, the bolting head 7 being shown in more detail in Figures 2 to 5.
  • the bolting head 7 is mounted on a table 8, arranged in a transverse horizontal direction, at the front of the frame 2 of the carrier vehicle.
  • the table 8 is provided, at the rear, with two clevises 9 directed upward and articulated, each around a horizontal axis 10 oriented transversely, to a base 11 fixed on the front on chassis 2.
  • a jack 12, mounted between the frame 2 and the table 8, ensures the lifting or lowering this table 8.
  • a slide 13 transversely displaceable by means of a motor 14, carried by a end of the table 8, and through a chain transmission without end.
  • the slide 13 On its front face, the slide 13 carries guiding shoes 15 arranged vertically, which constitute two vertical sliding guides.
  • a mobile support 16 provided with two lateral slides 17, is slidably mounted vertically, by its two slides 17, in the guide pads 15 carried by the slider 13.
  • This support 16 is provided, in its upper part, with a support plate horizontal 20, usable as a stanchion.
  • the lower and upper parts of the mobile support 16 serve of bearings for the rotational mounting, along the vertical axis 19 of the cylinder 18, of a vertical beam 21 provided at the front with guide pads 22 arranged vertically.
  • a slide for drilling and bolting 23, arranged vertically, is provided with a pair of rear vertical guides 24 slidably mounted vertically in the guide pads 22 of the beam 21.
  • the slide 23 is also provided with a pair of vertical guides 25, on which is slidably mounted, in the vertical direction, a hole punch 26.
  • the assembly constituted by the beam 21, by the slide 23 and by the perforator 26 is thus mounted pivotably about the vertical axis 19. This together can be pre-positioned, in the desired angular position, by a pre-positioning sector 27, carried by the support upper part 16 and provided with a series of notches 28, in one of which is introduced a locking lever 29 articulated on the top of the beam 21.
  • the perforator 26, of compact structure and in particular of weak vertical dimension, comprises guide pads 32 cooperating with the anterior vertical guides 25 of the slide 23, a rotation motor 33 associated with a reducer 34, and a striking device 35.
  • a plate 36 of protection of the back part of the punch is carried by the party bottom of the slide 23.
  • This perforator 26 is mounted on a support 37, provided with guide shoes 32, which still carries a vertical housing 38 laterally used to position and introduce a bolt into the drilled hole.
  • the housing 38, located on the side of the hole punch 26, is located on the same circle (centered on the vertical axis 19) that the drilling line of the hole punch 26.
  • Two stops 39 ensure the proper angular positioning of the slide 23, in the drilling position or in the insertion position of a bolt.
  • the upper part of the beam 21 still carries a guide upper 40 to "bezel" for the drill tool. He was represented in 41, a mining plate taking place, in the usual way, between the bolt and the wall of the mine gallery in which the bolt is embedded.
  • a radio control device not shown, is provided for the remote control of the various motorized movements of translation and rotation of the bolting head 7, including rotation around the axis vertical 19 (controlled by an actuator not visible in the drawing).
  • the assembly constituted by the beam 21, by the slide 23 and by the perforator 26 is first pre-positioned, for good visibility and to set in a beach precise angular positions of drilling and bolt introduction.
  • the strut is made by the jack 19 and the support plate 20 of the support 16, on the one hand, and by the cylinder 42, on the other hand, to support the roof of the gallery of mine while taking firm support on the ground this mine gallery.
  • the drilling can be done by first using a drill rod, then an extension rod, if the length of the bolt to ask requires.
  • the punch 26 is retracted (that is to say lowered), then the vertical housing 38 is brought into the axis of the drilled hole, for the positioning and the introduction of the bolt, and finally this bolt is depressed in the drilled hole, by translation and rotation control of the hole punch 26.
  • Figures 6 and 7 show, partially, a second form embodiment of the bolting head 7, object of the present invention.
  • table 8 and the slide 13 of the preceding embodiment are replaced by a telescopic support arm 43, of relatively short length.
  • the support arm 43 which extends substantially horizontally, consists of a posterior element 44 and an anterior element 45, slidably mounted at the inside of the posterior element 44.
  • This posterior element 44 is mounted pivoting, about a vertical axis 46, on a yoke 47 fixed to the front of the chassis of the carrier vehicle (here not shown).
  • a terminal plate vertical 48 (equivalent to the slide 13 of the first embodiment), which is provided with the vertical guide pads 15, which constitute the guides vertical sliding of the mobile support 16 of the bolting head 7 (here partially represented).
  • a lateral jack 49 controls the pivoting of the support arm 43 around the vertical axis 46.
  • Another cylinder 50 mounted inside the support arm 43 controls the displacement in translation of the front element 45 relative to the posterior element 44, thus the telescoping of the support arm 43.
  • a cylinder 18 arranged along an axis vertical 19 controls the vertical sliding of the support 16 in the skids of 15.
  • Figure 7 also shows the jack 24 which carries the stanchion towards the down, as well as the motor 51 which, via an endless chain 52, controls the rotation of the front part (not shown) of the head of bolting 7 orientable about the vertical axis 19.
  • the bolting head 7 in a vertical position of use.
  • the bolting head 7 can be rotated around of a horizontal axis, oriented longitudinally, with respect to the slide 13 (first embodiment) or with respect to the end plate 48 of the support arm 43 (second embodiment), to "lay down" the head of bolting 7 and in particular its slide 23, when it is not in use, to facilitate the movements of the bolting machine.
  • the telescope upper 40 of the first embodiment is here replaced by a telescope 53 of the same function, formed by an oblique arm 54 articulated on the beam 21, about a vertical axis 55, located on the side of the head of bolting 7, at an intermediate height.
  • the end of the arm 54 carries a opening clip 56, adapted to be traversed by the drilling tool to ensure its guide.
  • the pivoting mounting of the arm 54 allows the lateral retraction of the Means 57 can further ensure the indexing of the arm 54 in one or more angular positions, in particular the position of use in which the clamp 55 is coaxial with the perforator 26.
  • the opening of the clip 56 allows lateral insertion and exit of the drilling tool, or a lateral retraction of the bezel 53 without withdrawal of the drilling tool.
  • This opening of the clamp 56 can be performed hydraulically, by a device of the type "wick-clip".
  • Figure 8 still shows the gear wheel receiver 62 on which passes the endless chain 52, through which this orientable assembly is pivoted about the vertical axis 19.
  • the cylinder 60 can also be controlled remotely, in particular be radio controlled, which avoids any manual intervention on the spot, unlike the device to notches 28 and locking lever 29 of the first embodiment.

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Abstract

La tête de foration et de boulonnage (7), de structure compacte, est adaptée pour une utilisation dans des galeries de mine de faible hauteur. Elle comprend : une table (8) transversale liée au véhicule porteur, de préférence avec moyens de levage (9 à 12) de cette table (8) ; un coulisseau (13) déplaçable le long de la table (8) ; un support intermédiaire (16), déplaçable verticalement sur le coulisseau (13); une poutre verticale (21) montée pivotante sur le support intermédiaire (16) ; une glissière verticale (23) guidée verticalement sur la poutre (21) ; une perforatrice (26), avec moyens (33, 34) de foration et de pose de boulons, guidée verticalement sur la glissière (23) ; des moyens motorisés (14, 18, 30) de commande des divers mouvements. Le support intermédiaire (16) possède une partie supérieure (20) utilisable comme étançon, en combinaison avec un vérin (18) disposé suivant l'axe de pivotement vertical (19) de la poutre (21). <IMAGE>

Description

La présente invention concerne, de façon générale, les machines dites de boulonnage, destinées à l'exécution de travaux souterrains, en particulier dans les exploitations minières. Cette invention se rapporte, plus particulièrement, à une tête de foration et de boulonnage, aussi désignée ici plus simplement comme "tête de boulonnage", prévue pour équiper une telle machine de boulonnage, la tête de boulonnage étant de structure très compacte, et adaptée pour une utilisation dans des galeries de mine de faible hauteur, cette tête étant montée sur un véhicule porteur lui-même de faible hauteur.
Une tête de boulonnage est un ensemble supporté par un véhicule porteur et permettant de poser de façon mécanisée des boulons de soutènement dans le toit d'une galerie de mine.
Dans la conception traditionnelle, une tête de boulonnage est montée à l'extrémité d'un bras-support de longueur modifiable. L'ensemble ainsi formé par la tête de boulonnage et par son bras-support est encombrant et ne permet pas une utilisation dans des galeries de mine de faible hauteur ; à cet égard, on doit considérer non seulement l'encombrement de la tête de boulonnage et de son bras-support, mais aussi l'amplitude importante qui en résulte pour les mouvements d'amenée de la tête de boulonnage dans chaque position de travail désirée, et les mouvements de passage de cette tête de boulonnage d'une position à une autre.
La présente invention vise à éviter ces inconvénients, en fournissant une tête de foration et de boulonnage de structure très compacte, adaptée pour une utilisation et un transport dans des galeries de mine de faible hauteur et dans d'autres conditions où la place disponible est limitée, grâce à une réduction de l'encombrement, tant en hauteur que latéralement et en avancée, tout en conservant des qualités de maniabilité et une grande facilité d'utilisation, ainsi qu'une bonne stabilisation en position de travail.
A cet effet, l'invention a essentiellement pour objet une tête de foration et de boulonnage, du genre précédemment mentionné, qui comprend en combinaison :
  • un support intermédiaire, monté coulissant en direction verticale, au moins en position d'utilisation, sur un élément apte à être lié à un véhicule porteur, et définissant au moins en position d'utilisation un axe de rotation vertical ;
  • une poutre verticale montée pivotante, suivant l'axe vertical défini par le support intermédiaire, et munie de moyens de guidage vertical ;
  • une glissière disposée verticalement, montée coulissante sur les moyens de guidage vertical équipant la poutre verticale, et munie elle-même de moyens de guidage vertical;
  • une perforatrice, avec moyens de foration et de pose de boulons, montée coulissante sur les moyens de guidage vertical équipant la glissière ;
  • une plaque d'appui horizontale, utilisable comme étançon, prévue dans la partie supérieure du support intermédiaire ;
  • pour la commande du déplacement vertical du support intermédiaire, un vérin disposé verticalement suivant l'axe de rotation vertical défini par ledit support ;
  • des moyens motorisés de commande du déplacement de la glissière relativement à la poutre verticale, et du déplacement de la perforatrice relativement à la glissière.
Ainsi, la tête de boulonnage objet de l'invention possède une partie orientable autour d'un axe vertical, suivant lequel est disposé un vérin qui joue le double rôle de "l'avance au bloc", pour la glissière, et d'étançon pour soutenir le toit de la galerie, ce principe de construction permettant une réalisation particulièrement compacte et intégrant toute les fonctions nécessaires.
Dans une forme de réalisation avantageuse, du point de vue de la compacité, le support intermédiaire est monté et guidé en translation sur une table disposée transversalement, et pourvue de moyens pour sa liaison avec une extrémité du véhicule porteur, des moyens motorisés étant prévus pour commander le déplacement du coulisseau le long de la table. Cette forme de réalisation supprime le bras-support habituel.
Les moyens, prévus pour la liaison de la table avec une extrémité du véhicule porteur, sont agencés de préférence de manière à permettre le levage et l'abaissement de cette table. Ces moyens de liaison peuvent comprendre, d'une part, des chapes d'articulation de la table, autour d'axes horizontaux, à des embases fixées sur l'extrémité du véhicule porteur, et d'autre part, au moins un vérin monté entre le véhicule porteur et ladite table.
Les moyens de commande du déplacement du coulisseau le long de la table peuvent comprendre un moteur porté par ladite table, et une transmission par chaíne sans fin reliant le moteur au coulisseau.
Cependant, il reste envisageable que le support intermédiaire soit monté coulissant en direction verticale sur une partie avant d'un bras-support télescopique, dont l'élément postérieur est lié de manière pivotante, autour d'un axe vertical, avec une extrémité du véhicule porteur, des moyens motorisés étant prévus pour commander le pivotement du bras-support et le télescopage de ce bras-support. Cette autre forme de réalisation conserve, globalement, une structure compacte.
En complément, le support intermédiaire peut être monté pivotant autour d'un axe longitudinal, par rapport au coulisseau ou par rapport à la partie avant du bras-support, selon la forme de réalisation, pour "coucher" la tête de boulonnage lorsqu'elle n'est pas en utilisation, ce qui réduit sa hauteur et facilite les déplacements de la machine de boulonnage équipée de cette tête de boulonnage.
Dans un mode particulier d'exécution de la tête de boulonnage objet de l'invention, la glissière est pourvue de guides verticaux postérieurs, montés coulissants dans des patins de guidage équipant la poutre verticale, et est pourvue aussi de guides verticaux antérieurs, sur lesquels est montée coulissante la perforatrice. Les moyens motorisés de commande du déplacement de la glissière relativement à la poutre verticale, et du déplacement de la perforatrice relativement à la glissière, comprennent avantageusement un moteur unique, notamment porté par la poutre verticale, qui par l'intermédiaire d'au moins une chaíne passant sur des roues de renvoi commande les déplacements précités. On obtient ainsi un dispositif télescopique, dans lequel la course totale de la perforatrice résulte de l'addition du déplacement de la glissière par rapport à la poutre, et du déplacement de la perforatrice sur la glissière.
Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, la tête de boulonnage comporte encore des moyens pour le pré-positionnement, dans une position ou plage angulaire souhaitée, de l'ensemble orientable constitué par la poutre verticale, par la glissière et par la perforatrice, relativement au support intermédiaire. Ces moyens peuvent comprendre, sur la partie supérieure du support intermédiaire, un secteur de pré-positionnement pourvu d'une série d'encoches et, articulé sur le sommet de la poutre verticale, un levier de verrouillage apte à être introduit dans l'une des encoches du secteur de pré-positionnement.
Selon une autre possibilité, lesdits moyens de pré-positionnement comprennent, sur le support intermédiaire, une plaque supérieure horizontale dans laquelle sont ménagées, sur un même cercle centré sur l'axe de rotation vertical défini par ledit support, au moins deux lumières successives en arc de cercle, d'étendue angulaire correspondant à l'amplitude de la rotation de la glissière entre la position de foration et la position d'introduction d'un boulon, tandis que sur la poutre précitée est monté un vérin vertical dont l'élément mobile, dirigé vers le haut, est apte à être engagé dans l'une au choix des lumières en arc de cercle. Les extrémités des lumières en arc de cercle constituent ici les butées qui définissent, pour chaque zone de travail choisie, les deux positions particulières de la glissière.
La perforatrice, qui est une perforatrice compacte réalisant à chaque cycle de fonctionnement la foration d'un trou suivie de la pose d'un boulon, est avantageusement montée sur un support, qui porte aussi latéralement un logement vertical, pour le positionnement et l'introduction d'un boulon, ledit logement et la ligne de foration de la perforatrice étant situés sur un même cercle centré sur l'axe vertical précité.
Dans l'ensemble, l'invention fournit ainsi une tête de boulonnage particulièrement compacte, aussi bien dans la direction verticale que dans le sens avant-arrière, en particulier dans le cas où le bras-support habituel se trouve remplacé par une table procurant un mouvement transversal et aussi de levage, tandis que l'axe vertical d'avance au bloc est confondu avec l'axe de pivotement de la glissière. La glissière à fonctionnement télescopique, s'adaptant à la hauteur disponible, s'inscrit en restant verticale dans l'encombrement de la machine, quand elle est rétractée, ce qui permet de déplacer la machine entre deux positions successives de foration et de pose d'un boulon, sans être obligé de coucher la glissière. Ainsi, la conception de tête de boulonnage selon l'invention supprime un mouvement de rotation habituellement nécessaire, ce qui permet un gain de temps et procure donc un gain de productivité.
De plus, les moyens de pré-positionnement de la glissière, et le logement prévu pour le positionnement et l'introduction d'un boulon, rendent la tête de boulonnage de l'invention maniable et d'utilisation facile. Dans cet ordre d'idées, tous les mouvements motorisés de translation et de rotation de la tête de boulonnage sont, de préférence, des mouvements radiocommandés.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématiquement annexé représentant, à titre d'exemples, quelques formes d'exécution de cette tête de foration et de boulonnage :
  • Figure 1 est une vue d'ensemble, en perspective, d'une machine de boulonnage, équipée d'une tête de boulonnage conforme à la présente invention, montée sur une table transversale ;
  • Figure 2 est une vue en perspective de la tête de boulonnage de figure 1 seule ;
  • Figure 3 est une autre vue en perspective de cette tête de boulonnage ;
  • Figure 4 est une vue de côté de la tête de boulonnage des figures 2 et 3 ;
  • Figure 5 est une vue en plan par-dessus de ladite tête de boulonnage ;
  • Figure 6 est une vue partielle, en perspective, d'une tête de boulonnage analogue à celle des figures précédentes, mais montée sur un bras-support ;
  • Figure 7 est une vue en coupe longitudinale de la tête de boulonnage et de son bras-support, selon la figure 6 ;
  • Figure 8 est une vue de côté, avec coupe partielle, d'une autre tête de boulonnage selon l'invention représentée ici sans sa perforatrice ;
  • Figure 9 est une vue en plan par-dessus de la tête de boulonnage de figure 8, la partie supérieure de celle-ci étant retirée ;
  • Figure 10 est une vue en plan par-dessus de cette tête de boulonnage complète.
    • En se référant d'abord aux figures 1 à 5, en décrira de façon complète une première forme de réalisation de la tête de boulonnage, objet de la présente invention.
    La figure 1 représente, dans son ensemble, une machine de boulonnage pour exploitations minières, avec un véhicule porteur 1 qui, dans l'exemple illustré, comprend un châssis monobloc rigide 2 et quatre roues motrices 3, 4, soit deux roues 3 situées sur le côté droit du châssis 2, et deux autres roues 4 situées sur le coté gauche du châssis 2. De forme générale parallélépipédique, ce châssis 2 possède une face supérieure plane et horizontale, située à une relativement faible hauteur (notamment inférieure à un mètre) au-dessus du sol sur lequel le véhicule porteur 1 se déplace par ses roues 3, 4. Chaque roue motrice 3, 4 dispose d'une suspension indépendante, à parallélogramme, et elle est animée par un moteur hydraulique, alimenté par un groupe motopompe 5, à partir d'un réservoir hydraulique 6.
    Le châssis 2 du véhicule porteur 1 est équipé, à l'avant, d'une tête de boulonnage désignée globalement par le repère 7, et faisant plus particulièrement l'objet de la présente invention, la tête de boulonnage 7 étant représentée plus en détail sur les figures 2 à 5.
    La tête de boulonnage 7 est montée sur une table 8, disposée suivant une direction horizontale transversale, à l'avant du châssis 2 du véhicule porteur. La table 8 est pourvue, à l'arrière, de deux chapes 9 dirigées vers le haut et articulées, chacune autour d'un axe horizontal 10 orienté transversalement, à une embase 11 fixée sur l'avant sur châssis 2. Un vérin central 12, monté entre le châssis 2 et la table 8, assure le levage ou l'abaissement de cette table 8.
    Sur la table 8 est monté, et guidé en translation, un coulisseau 13 déplaçable transversalement au moyen d'un moteur 14, porté par une extrémité de la table 8, et par l'intermédiaire d'une transmission à chaíne sans fin. Sur sa face avant, le coulisseau 13 porte des patins de guidage 15 disposés verticalement, qui constituent deux guides de coulissement verticaux.
    Un support mobile 16, pourvu de deux glissières latérales verticales 17, est monté coulissant en direction verticale, par ses deux glissières 17, dans les patins de guidage 15 portés par le coulisseau 13. Un vérin 18, disposé suivant un axe vertical 19, commande le mouvement de coulissement vertical du support 16 dans les patins de guidage 15. Ce support 16 est pourvu, dans sa partie supérieure, d'une plaque d'appui horizontale 20, utilisable comme étançon.
    Les parties inférieure et supérieure du support mobile 16 servent de paliers pour le montage rotatif, suivant l'axe vertical 19 du vérin 18, d'une poutre verticale 21 munie à l'avant de patins de guidage 22 disposés verticalement.
    Une glissière de foration et de boulonnage 23, disposée verticalement, est pourvue d'une paire de guides verticaux postérieurs 24 montés coulissants en direction verticale dans les patins de guidage 22 de la poutre 21. La glissière 23 est aussi pourvue d'une paire de guides verticaux antérieurs 25, sur lesquels est montée coulissante, en direction verticale, une perforatrice 26.
    L'ensemble constitué par la poutre 21, par la glissière 23 et par la perforatrice 26 est ainsi monté orientable autour de l'axe vertical 19. Cet ensemble peut être pré-positionné, dans la position angulaire souhaitée, par un secteur de pré-positionnement 27, porté par la partie supérieure de support 16 et pourvu d'une série d'encoches 28, dans l'une desquelles est introduit un levier de verrouillage 29 articulé sur le sommet de la poutre 21.
    Un moteur hydraulique 30, porté par la partie supérieure de la poutre 21, commande, par l'intermédiaire d'une chaíne passant sur diverses roues de renvoi, telles que celle visible en 31, d'une part, le mouvement de translation verticale de la glissière 23 relativement à la poutre 21 et, d'autre part, le mouvement de translation verticale de la perforatrice 26, relativement à la glissière 23 ; ces deux mouvements s'additionnent pour fournir la course totale de la perforatrice 26, selon un principe de "télescopage".
    La perforatrice 26, de structure compacte et notamment de faible dimension verticale, comprend des patins de guidage 32 coopérant avec les guides verticaux antérieurs 25 de la glissière 23, un moteur de rotation 33 associé à un réducteur 34, et un dispositif de frappe 35. Une plaque 36 de protection de la partie arrière de la perforatrice est portée par la partie inférieure de la glissière 23.
    Cette perforatrice 26 est montée sur un support 37, pourvu des patins de guidage 32, qui porte encore latéralement un logement vertical 38 utilisé pour positionner et introduire un boulon dans le trou foré. Le logement 38, situé sur le côté de la perforatrice 26, est situé sur le même cercle (centré sur l'axe vertical 19) que la ligne de foration de la perforatrice 26. Deux butées 39 assurent le positionnement angulaire convenable de la glissière 23, en position de foration ou en position d'introduction d'un boulon.
    La partie supérieure de la poutre 21 porte encore un guide supérieur 40 à "lunette" pour l'outil de foration. Il a été représenté, en 41, une plaque minière prenant place, de façon habituelle, entre le boulon et la paroi de la galerie de mine dans laquelle est enfoncé le boulon.
    Enfin, comme le montre partiellement en 42 la figure 4, un autre vérin fixé verticalement sur le coulisseau 13 réalise l'étançon vers le bas.
    Un dispositif de radiocommande, non représenté, est prévu pour la commande à distance des divers mouvements motorisés de translation et de rotation de la tête de boulonnage 7, y compris la rotation autour de l'axe vertical 19 (commandée par un actionneur non visible au dessin).
    Pour l'utilisation de cette tête de boulonnage 7, l'ensemble constitué par la poutre 21, par la glissière 23 et par la perforatrice 26 est d'abord pré-positionné, pour une bonne visibilité et pour fixer dans une plage angulaire précise les positions de foration et d'introduction de boulon. L'étançon est réalisé par le vérin 19 et la plaque d'appui 20 du support 16, d'une part, et par le vérin 42, d'autre part, pour soutenir le toit de la galerie de mine tout en prenant appui fermement sur le sol cette galerie de mine.
    Il peut alors être procédé, au moyen de la perforatrice 26, à la foration d'un trou dans le toit de la galerie, la perforatrice 26 étant avancée par l'action du moteur 30, et exerçant une action roto-percutante par le fonctionnement combiné de son moteur de rotation 33 et de son dispositif de frappe 35. La foration peut s'effectuer en utilisant d'abord une tige de foration, puis une rallonge de tige, si la longueur du boulon à poser l'exige.
    Après la foration du trou, la perforatrice 26 est reculée (c'est-à-dire abaissée), puis le logement vertical 38 est amené dans l'axe du trou foré, pour le positionnement et l'introduction du boulon, et enfin ce boulon est enfoncé dans le trou foré, par commande de translation et de rotation de la perforatrice 26.
    Les figures 6 et 7 représentent, partiellement, une deuxième forme de réalisation de la tête de boulonnage 7, objet de la présente invention.
    Dans cette deuxième forme de réalisation, la table 8 et le coulisseau 13 de la précédente forme de réalisation sont remplacés par un bras-support 43 télescopique, de relativement faible longueur. Le bras-support 43, qui s'étend de façon sensiblement horizontale, se compose d'un élément postérieur 44 et d'un élément antérieur 45, monté coulissant à l'intérieur de l'élément postérieur 44. Cet élément postérieur 44 est monté pivotant, autour d'un axe vertical 46, sur une chape 47 fixée à l'avant du châssis du véhicule porteur (ici non représenté). A l'extrémité avant de l'élément antérieur 45 du bras-support 43 est montée une plaque terminale verticale 48 (équivalente au coulisseau 13 de la première forme de réalisation), qui est pourvue des patins de guidage verticaux 15, qui constituent les guides de coulissement verticaux du support mobile 16 de la tête de boulonnage 7 (ici représentée partiellement).
    Un vérin latéral 49 commande le pivotement du bras-support 43 autour de l'axe vertical 46. Un autre vérin 50, monté à l'intérieur du bras-support 43, commande le déplacement en translation de l'élément antérieur 45 relativement à l'élément postérieur 44, donc le télescopage du bras-support 43. Comme déjà décrit précédemment, un vérin 18 disposé suivant un axe vertical 19 commande le coulissement vertical du support 16 dans les patins de guidage 15. La figure 7 montre aussi le vérin 24 qui réalise l'étançon vers le bas, ainsi que le moteur 51 qui, par l'intermédiaire d'une chaíne sans fin 52, commande la rotation de la partie avant (non représentée) de la tête de boulonnage 7 orientable autour de l'axe vertical 19.
    Les descriptions précédentes considèrent la tête de boulonnage 7 dans une position verticale d'utilisation. Cependant, d'une manière non directement illustrée, la tête de boulonnage 7 peut être rendue pivotante autour d'un axe horizontal, orienté longitudinalement, par rapport au coulisseau 13 (première forme de réalisation) ou par rapport à la plaque terminale 48 du bras-support 43 (deuxième forme de réalisation), pour "coucher" la tête de boulonnage 7 et en particulier sa glissière 23, lorsqu'elle n'est pas en utilisation, afin de faciliter les déplacements de la machine de boulonnage.
    Les figures suivantes 8, 9 et 10 illustrent encore d'autres variantes de la tête de boulonnage, objet de la présente invention.
    En se référant plus particulièrement aux figures 8 et 9, la lunette supérieure 40 de la première forme de réalisation est ici remplacée par une lunette 53 de même fonction, formée par un bras oblique 54 articulé sur la poutre 21, autour d'un axe vertical 55, situé sur côté de la tête de boulonnage 7, à une hauteur intermédiaire. L'extrémité du bras 54 porte une pince ouvrante 56, apte à être traversée par l'outil de foration pour assurer son guidage. Le montage pivotant du bras 54 permet l'escamotage latéral de la lunette 53. Des moyens 57 peuvent assurer, en outre, l'indexation du bras 54 dans une ou plusieurs positions angulaires, en particulier la position d'utilisation dans laquelle la pince 55 est coaxiale à la perforatrice 26. L'ouverture de la pince 56 permet une introduction et une sortie latérales de l'outil de foration, ou un escamotage latéral de la lunette 53 sans retrait de l'outil de foration. Cette ouverture de la pince 56 peut être réalisée hydrauliquement, par un dispositif du genre "pince-mèche".
    Les figures 8 à 10 illustrent aussi une alternative au dispositif constitué par les encoches 28, le levier de verrouillage 29 et les butées 39 dans la première forme de réalisation. Le support intermédiaire 16 comporte ici, à son sommet, une plaque horizontale 58 dans laquelle sont ménagées, sur un même cercle centré sur l'axe vertical 19, trois lumières successives en arc de cercle 59, toutes de même étendue angulaire, correspondant à l'amplitude de la rotation de l'ensemble constitué par la poutre 21, par la glissière 23 et par la perforatrice 26, entre la position de foration et la position d'introduction du boulon placé dans le logement 38. Un vérin vertical 60, dont le corps est fixé sur le côté de la poutre 21, possède une tige mobile 61 dirigée vers le haut, apte à être engagée dans l'une au choix des trois lumières en arc de cercle 59, ce qui permet :
    • de pré-positionner l'ensemble orientable précité, en choisissant l'une parmi les trois zones de travail : zone centrale, zone latérale droite, zone latérale gauche ;
    • de former, par la coopération de la tige de vérin 61 sortie avec les extrémités d'une lumière 59, des butées définissant, pour chaque zone de travail, les positions angulaires extrêmes dudit ensemble orientable, un verrouillage étant réalisable par le vérin 60.
    Dans ce contexte, la figure 8 montre encore la roue dentée réceptrice 62 sur laquelle passe la chaíne sans fin 52, par l'intermédiaire de laquelle cet ensemble orientable est pivoté autour de l'axe vertical 19.
    On notera que, dans cette dernière forme de réalisation, le vérin 60 peut lui aussi être commandé à distance, en particulier être radiocommandé, ce qui évite toute intervention manuelle sur place, contrairement au dispositif à encoches 28 et levier de verrouillage 29 de la première forme de réalisation.
    L'on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention, telle que définie dans les revendications annexées, en modifiant notamment :
    • les détails de forme des composants de la tête de boulonnage ;
    • le type et la disposition des divers vérins et moteurs animant cette tête de boulonnage ;
    • les caractéristiques du véhicule porteur sur lequel est adaptée ladite tête de boulonnage.
    En outre, les caractéristiques décrites à propos des diverses formes d'exécution illustrées au dessin peuvent être combinées de manière différente.

    Claims (19)

    1. Tête de foration et de boulonnage pour machine de boulonnage, adaptée pour une utilisation dans des galeries de mine de faible hauteur, et prévue pour être montée sur un véhicule porteur lui-même de faible hauteur, caractérisée en ce qu'elle comprend, en combinaison :
      un support intermédiaire (16) monté coulissant en direction verticale, au moins en position d'utilisation, sur un élément (13 ; 48) apte à être lié à une extrémité du véhicule porteur (1), et définissant au moins en position d'utilisation un axe de rotation vertical (19) ;
      une poutre verticale (21) montée pivotante, suivant l'axe vertical (19) défini par le support intermédiaire (16), et munie de moyens de guidage vertical (22) ;
      une glissière (23) disposée verticalement, montée coulissante sur les moyens de guidage vertical (22) équipant la poutre verticale (21), et munie elle-même de moyens de guidage vertical (25) ;
      une perforatrice (26), avec moyens (33, 34, 35) de foration et de pose de boulons, montée coulissante sur les moyens de guidage vertical (25) équipant la glissière (23) ;
      une plaque d'appui horizontale (20), utilisable comme étançon, prévue dans la partie supérieure du support intermédiaire (16) ;
      pour la commande du déplacement vertical du support intermédiaire (16), un vérin (18) disposé verticalement suivant l'axe de rotation vertical (19) défini par ledit support (16) ;
      des moyens motorisés (30, 32) de commande du déplacement de la glissière (23) relativement à la poutre verticale (21), et du déplacement de la perforatrice (26) relativement à la glissière (23).
    2. Tête de boulonnage selon la revendication 1, caractérisée en ce que le support intermédiaire (16) est monté coulissant en direction verticale sur le coulisseau (13), lui-même monté et guidé en translation sur une table (8) disposée transversalement, et pourvue de moyens pour sa liaison avec une extrémité du véhicule porteur (1), des moyens motorisés (14) étant prévus pour commander le déplacement du coulisseau (13) le long de la table (8).
    3. Tête de boulonnage selon la revendication 2, caractérisée en ce que les moyens, prévus pour la liaison de la table (8) avec une extrémité du véhicule porteur (1), sont agencés de manière à permettre le levage et l'abaissement de cette table (8).
    4. Tête de boulonnage selon la revendication 3, caractérisée en ce que lesdits moyens de liaison comprennent, d'une part, des chapes (9) d'articulation de la table (8), autour d'axes horizontaux (10), à des embases (11) fixées sur l'extrémité du véhicule porteur (1), et d'autre part, au moins un vérin (12) monté entre le véhicule porteur (1) et ladite table (8).
    5. Tête de boulonnage selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que les moyens de commande du déplacement du coulisseau (13) le long de la table (8) comprennent un moteur (14) porté par ladite table (8), et une transmission par chaíne sans fin reliant le moteur (14) au coulisseau (13).
    6. Tête de boulonnage selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisée en ce qu'il est prévu un vérin (42) fixé verticalement sur le coulisseau (13), et réalisant l'étançon vers le bas.
    7. Tête de boulonnage selon la revendication 1, caractérisée en ce que le support intermédiaire (16) est monté coulissant en direction verticale sur une partie avant (48) d'un bras-support (43) télescopique, dont l'élément postérieur (44) est lié de manière pivotante, autour d'un axe vertical (46), avec une extrémité de véhicule porteur (1), des moyens motorisés (49, 50) étant prévus pour commander le pivotement du bras-support (43) et le télescopage de ce bras-support (43).
    8. Tête de boulonnage selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisée en ce que le support intermédiaire (16) est monté pivotant autour d'un axe horizontal, par rapport au coulisseau (13) ou par rapport à la partie avant (48) du bras-support (43), pour "coucher" la tête de boulonnage (7) lorsqu'elle n'est pas en utilisation.
    9. Tête de boulonnage selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la glissière (23) est pourvue de guides verticaux postérieurs (24), montés coulissants dans des patins de guidage (15) équipant la poutre verticale (21), et est pourvue aussi de guides verticaux antérieurs (25), sur lesquels est montée coulissante la perforatrice (26).
    10. Tête de boulonnage selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que les moyens motorisés de commande du déplacement de la glissière (23) relativement à la poutre verticale (24), et du déplacement de la perforatrice (26) relativement à la glissière (23), comprennent un moteur (30) unique, notamment porté par la poutre verticale (21), qui par l'intermédiaire d'au moins une chaíne passant sur des roues (31) de renvoi commande les déplacements précités.
    11. Tête de boulonnage selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que sont prévus des moyens (27, 28, 29 ; 58 à 61) pour le pré-positionnement, dans une position ou une plage angulaire souhaitée, de l'ensemble orientable constitué par la poutre verticale (21), par la glissière (23) et par la perforatrice (26), relativement au support intermédiaire (16).
    12. Tête de boulonnage selon la revendication 11, caractérisée en ce lesdits moyens de pré-positionnement comprennent, sur la partie supérieure du support intermédiaire (16), un secteur de pré-positionnement (27) pourvu d'une série d'encoches (28) et, articulé sur le sommet de la poutre verticale (21), un levier de verrouillage (29) apte à être introduit dans l'une des encoches (28) du secteur de pré-positionnement (27).
    13. Tête de boulonnage selon la revendication 12, caractérisée en ce que sont encore prévues deux butées (39) pour le positionnement angulaire de la glissière (23), en position de foration ou en position d'introduction d'un boulon.
    14. Tête de boulonnage selon la revendication 11, caractérisée en ce que lesdits moyens de pré-positionnement comprennent, sur le support intermédiaire (16), une plaque supérieure horizontale (58) dans laquelle sont ménagées, sur un même cercle centré sur l'axe de rotation vertical (19) défini par ledit support (16), au moins deux lumières successives en arc de cercle (59), d'étendue angulaire correspondant à l'amplitude de la rotation de la glissière (23) entre la position de foration et la position d'introduction d'un boulon, tandis que sur la poutre (21) précitée est monté un vérin vertical (60) dont l'élément mobile (61), dirigé vers le haut, est apte à être engagé dans l'une au choix des lumières en arc de cercle (59).
    15. Tête de boulonnage selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisée en ce que la poutre (21) précitée porte un guide ou "lunette" (40 ; 53) pour l'outil de foration.
    16. Tête de boulonnage selon la revendication 15, caractérisée en ce que la lunette (53) est formée par un bras oblique (54) articulé sur la poutre (21), autour d'un axe vertical situé sur un côté de la tête de boulonnage (7), à une hauteur intermédiaire de celle-ci, l'extrémité du bras (54) portant une pince ouvrante (56), apte à être traversée par l'outil de foration pour assurer son guidage.
    17. Tête de boulonnage selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, caractérisée en ce que la perforatrice (26) est montée sur un support (37) qui porte aussi latéralement un logement vertical (38) pour le positionnement et l'introduction d'un boulon, ledit logement (38) et la ligne de foration de la perforatrice (26) étant situés sur un même cercle centré sur l'axe vertical (19) précité.
    18. Tête de boulonnage selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'est prévue une plaque (36) de protection de la partie arrière de la perforatrice (26), portée par la partie inférieure de la glissière (23).
    19. Tête de boulonnage selon l'une quelconque des revendications 1 à 18, caractérisée en ce que ses mouvements motorisés de translation et de rotation sont des mouvements radiocommandés.
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