FR2758853A1 - Cutting tool assembly for tunnelling machine - Google Patents
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Abstract
Description
L'invention concerne un ensemble d'outillage d'une machine de creusement de tunnel permettant de faciliter le changement de l'outil de l'ensemble d'outillage. The invention relates to a tool assembly for a tunneling machine making it possible to facilitate changing the tool of the tool assembly.
On connaît des machines de creusement de tunnel appelées tunneliers, qui comportent une structure mobile de grandes dimensions appelée bouclier ayant une section sensiblement circulaire dont le diamètre correspond au diamètre du tunnel dont on réalise le creusement. Known tunneling machines known as tunneling machines, which have a large mobile structure called shield having a substantially circular section whose diameter corresponds to the diameter of the tunnel which is excavated.
La partie antérieure du bouclier, qui vient en contact avec le front de taille pour réaliser le découpage de la formation traversée par le tunnel, présente la forme générale d'une plaque circulaire de même diamètre que l'enveloppe cylindrique du bouclier, sur laquelle sont montés des outils de coupe généralement constitués par des molettes en forme de disques ayant un bord circulaire tranchant. Les molettes sont montées librement rotatives sur un axe lui-même fixé dans un porte-outil ayant la forme d'une cage généralement rectangulaire. The front part of the shield, which comes into contact with the cutting face to cut the formation through which the tunnel passes, has the general shape of a circular plate of the same diameter as the cylindrical envelope of the shield, on which are mounted cutting tools generally constituted by disc-shaped wheels having a sharp circular edge. The wheels are freely rotatably mounted on an axis itself fixed in a tool holder having the shape of a generally rectangular cage.
L'ensemble d'outillage constitué par la molette, le porte-outil et un arbre fixé dans le porte-outil sur lequel la molette est montée rotative, constitue un ensemble d'outillage qui est fixé, généralement par soudure, sur la tête de coupe.The set of tools constituted by the wheel, the tool holder and a shaft fixed in the tool holder on which the wheel is rotatably mounted, constitutes a tool set which is fixed, generally by welding, on the head of chopped off.
Pendant l'avancement du tunnelier à l'intérieur de la formation, les outils de coupe 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 tunnel boring machine inside the formation, the cutting tools undergo wear, so that it is necessary to replace them after a certain operating time or after a certain length of advancement of the tunnel.
Le remplacement des outils de coupe doit être réalisé par le côté interne, c'est-à-dire opposé au font de taille, de la tête de coupe. The replacement of the cutting tools must be carried out by the internal side, that is to say opposite the cutting face, of the cutting head.
Le montage de l'outil sur le porte-outil doit permettre un remplacement facile et rapide des outils de coupe pour éviter une trop longue immobilisation de la machine. The mounting of the tool on the tool holder must allow easy and quick replacement of the cutting tools to avoid too long immobilization of the machine.
L'arbre sur lequel la molette est montée rotative comporte deux bouts d'arbre situés de part et d'autre de la molette qui sont fixés à l'intérieur de logements ménagés dans le porte-outil et débouchant du côté interne de la tête de coupe, par l'intermédiaire de dispositifs de fixation amovibles. The shaft on which the wheel is rotatably mounted has two shaft ends located on either side of the wheel which are fixed inside housings formed in the tool holder and opening on the internal side of the head. cutting, by means of removable fixing devices.
Pour effectuer le remplacement d'un outil, on démonte les dispositifs de fixation amovibles des bouts d'arbre de l'outil, on extrait l'outil du porte-outil et on met en place un nouvel outil qui est fixé sur le porte-outil par l'intermédiaire des dispositifs de fixation. To replace a tool, remove the removable fasteners from the tool's shaft ends, extract the tool from the tool holder and install a new tool which is fixed to the holder. tool through fasteners.
De manière habituelle, on réalise la fixation de l'outil sur le porte-outil en utilisant des dispositifs de serrage munis de moyens de vissage. En particulier, on peut réaliser la fixation de l'outil dans le porte-outil par l'intermédiaire de pièces de serrage des bouts d'arbre de l'arbre de l'outil dans les côtés latéraux du porte-outil en forme de cage. Les dispositif de serrage peuvent comporter en particulier une tige filetée montée pivotante sur le porte-outil, un coin de serrage engagé sur la tige pivotante et un écrou de serrage. Usually, the tool is fixed to the tool holder using clamping devices provided with screwing means. In particular, the tool can be fixed in the tool holder by means of clamping pieces of the shaft ends of the tool shaft in the lateral sides of the cage-shaped tool holder. . The clamping device may in particular comprise a threaded rod pivotally mounted on the tool holder, a clamping wedge engaged on the pivoting rod and a clamping nut.
Des dispositifs de fixation d'outil suivant l'art antérieur, qui comportent des moyens de liaison vissés, peuvent être difficiles à démonter après une période d'utilisation correspondant à la durée de vie d'un outil de coupe. Tool fixing devices according to the prior art, which include screw connection means, can be difficult to dismantle after a period of use corresponding to the life of a cutting tool.
Les coins de serrage et les surfaces d'appui de l'arbre de l'outil peuvent être matés et même soudés du fait des très fortes pressions mises en jeu pendant l'utilisation de l'outil. The clamping corners and the bearing surfaces of the tool shaft can be matted and even welded due to the very high pressures involved during the use of the tool.
Les pièces filetées ou les trous taraudés mis en oeuvre par ces moyens de fixation vissés peuvent être endommagés, ce qui complique considérablement le changement d'outil et nécessite de refaire les moyens de liaison par vissage et par exemple les taraudages ; il faut alors prévoir des moyens de réparation et d'usinage. The threaded parts or the threaded holes used by these screwed fastening means can be damaged, which considerably complicates the tool change and requires remaking the connection means by screwing and for example the threads; it is then necessary to provide means of repair and machining.
Les opérations de réparation et de réfection des moyens de fixation des outils allongent la durée nécessaire pour le remplacement des outils de la tête de coupe et en conséquence, le temps pendant lequel le tunnelier est indisponible. The repair and repair operations of the tool fixing means extend the time necessary for replacing the tools of the cutting head and, consequently, the time during which the TBM is unavailable.
En outre, les dispositifs de fixation connus nécessitent un usinage précis des surfaces coopérantes de l'outil et du porte-outil pour éviter tout jeu qui provoquerait une détérioration rapide de ces surfaces et un montage défectueux des outils. Dans le cas d'une détérioration concernant non seulement les outils mais encore le porte-outil, il est nécessaire d'effectuer le remplacement des porte-outils, ce qui est une opération longue et onéreuse. In addition, the known fastening devices require precise machining of the cooperating surfaces of the tool and of the tool holder to avoid any play which would cause rapid deterioration of these surfaces and faulty mounting of the tools. In the case of damage not only to the tools but also to the tool holder, it is necessary to replace the tool holders, which is a long and expensive operation.
Dans tous les cas, on allonge l'immobilisation du tunnelier. In all cases, we lengthen the immobilization of the TBM.
Du fait que la tête de coupe comporte un grand nombre d'outils (100 à 150 outils) et qu'il est nécessaire de contrôler et éventuellement de changer ces outils après une période d'utilisation relativement courte qui peut correspondre, par exemple à un creusement d'une longueur de tunnel de l'ordre de 300 mètres, il est souhaitable de disposer de moyens de fixation amovibles des outils sur les porte-outils qui permettent un changement facile et rapide des outils, sans utiliser d'outillages ou de moyens d'usinage spécialement affectés à cet usage. Because the cutting head has a large number of tools (100 to 150 tools) and it is necessary to check and possibly change these tools after a relatively short period of use which can correspond, for example to a digging a tunnel length of the order of 300 meters, it is desirable to have removable means of fixing the tools on the tool holders which allow an easy and rapid change of the tools, without using tools or means specially assigned to this use.
I1 est particulièrement nécessaire de disposer de moyens de changement d'outils qui soient d'utilisation facile et rapide, dans le cas où l'on opère en milieu hyperbare, afin de réduire le temps d'intervention du personnel chargé de la maintenance du tunnelier. It is particularly necessary to have means of changing tools which are easy and quick to use, in the case of operating in a hyperbaric environment, in order to reduce the intervention time of the personnel responsible for the maintenance of the tunnel boring machine. .
Dans tous les cas, les opérations de contrôle et de remplacement des outils de la tête de coupe constituent les principales opérations de maintenance du tunnelier, pendant le creusement du tunnel. In all cases, the operations of checking and replacing the cutting head tools constitute the main maintenance operations of the tunnel boring machine, during the digging of the tunnel.
I1 est donc souhaitable de réduire au maximum le temps nécessaire pour effectuer ces opérations de contrôle et de remplacement qui portent sur un grand nombre d'ensembles d'outillage comportant chacun au moins un outil de coupe. It is therefore desirable to minimize the time necessary to carry out these control and replacement operations which relate to a large number of tool assemblies each comprising at least one cutting tool.
Le but de l'invention est donc de proposer un ensemble d'outillage d'une machine de creusement de tunnels comportant une tête de coupe sur laquelle sont fixés une pluralité d'ensembles d'outillage qui comportent chacun un porte-outil ayant la forme d'une cage et au moins un outil constitué par une molette montée rotative sur un arbre ayant deux bouts d'arbre de part et d'autre de la molette engagés chacun dans un logement ménagé dans un montant latéral respectif du porte-outil et débouchant sur un côté de la tête de coupe et fixés chacun à l'intérieur du logement par un moyen de fixation amovible, cet ensemble d'outillage étant réalisé de manière que le remplacement de l'outil puisse être effectué facilement et rapidement et que le moyen de fixation amovible de l'outil ne comporte pas de surface ou de pièce nécessitant un usinage de précision et qui puisse être détériorée pendant l'utilisation de la machine de creusement de tunnels. The object of the invention is therefore to propose a set of tools for a tunneling machine comprising a cutting head on which are fixed a plurality of tool sets which each comprise a tool holder having the form a cage and at least one tool constituted by a rotary wheel mounted on a shaft having two ends of the shaft on either side of the wheel each engaged in a housing formed in a respective lateral upright of the tool holder and emerging on one side of the cutting head and each fixed inside the housing by a removable fixing means, this set of tools being produced so that the replacement of the tool can be carried out easily and quickly and that the means removable attachment of the tool does not have a surface or part requiring precision machining and which can be damaged during the use of the tunneling machine.
Dans ce but, les bouts d'arbre de l'arbre de la molette ont une forme prismatique droite, les logements respectifs des bouts d'arbre présentent des faces d'appui d'au moins deux faces du bout d'arbre correspondant et les moyens de fixation amovibles des bouts d'arbre sont constitués chacun par au moins une came montée rotative de manière excentrée sur la cage autour d'un axe parallèle au bout d'arbre, entre une position de libération de l'outil dans laquelle la came laisse un passage pour le bout d'arbre de l'outil dans le logement et une position de blocage de l'outil dans laquelle chacune des cames est bloquée en appui contre une face respective d'un bout d'arbre. For this purpose, the shaft ends of the wheel shaft have a straight prismatic shape, the respective housings of the shaft ends have bearing faces of at least two faces of the corresponding shaft end and the removable fixing means for the shaft ends each consist of at least one cam rotatably mounted eccentrically on the cage around an axis parallel to the shaft end, between a tool release position in which the cam leaves a passage for the tool shaft end in the housing and a tool locking position in which each of the cams is locked in abutment against a respective face of a shaft end.
Afin de bien faire comprendre l'invention, on va maintenant décrire, en se référant aux figures jointes en annexe, une tête de coupe d'une machine de creusement de tunnel et un ensemble d'outillage suivant l'invention de cette tête de coupe. In order to clearly understand the invention, a description will now be given, with reference to the appended figures, of a cutting head of a tunneling machine and a set of tools according to the invention for this cutting head. .
La figure 1 est une vue de face en élévation d'une tête de coupe d'une machine de creusement de tunnel. Figure 1 is a front elevational view of a cutting head of a tunneling machine.
La figure 2 est une vue en coupe suivant 2-2 de la figure 1 de la tête de coupe et de la partie antérieure du bouclier de la machine de creusement de tunnel. Figure 2 is a sectional view along 2-2 of Figure 1 of the cutting head and the front part of the shield of the tunneling machine.
La figure 3 est une vue de face en élévation d'un ensemble d'outillage suivant l'invention, de la tête de coupe représentée sur la figure 1. FIG. 3 is a front elevation view of a set of tools according to the invention, of the cutting head shown in FIG. 1.
La figure 4 est une vue de dessus suivant 4 de la figure 3. FIG. 4 is a top view along 4 of FIG. 3.
La figure 5 est une vue en coupe suivant 5-5 de la figure 4. Figure 5 is a sectional view along 5-5 of Figure 4.
La figure 5A est une vue en coupe d'un détail de la figure 5. FIG. 5A is a sectional view of a detail of FIG. 5.
La figure 5B est une vue latérale de l'axe d'une came de fixation de l'outil de l'ensemble d'outillage représenté sur la figure 5. FIG. 5B is a side view of the axis of a cam for fixing the tool of the tool assembly shown in FIG. 5.
La figure 6 est une vue analogue à la vue de la figure 4 montrant les cames de fixation de l'outil en position écartée pour réaliser un changement d'outil. Figure 6 is a view similar to the view of Figure 4 showing the tool fixing cams in the separated position to make a tool change.
La figure 7 est une vue en perspective d'un outil d'un ensemble d'outillage suivant l'invention. Figure 7 is a perspective view of a tool of a tool assembly according to the invention.
Sur la figure 1, on voit une tête de coupe d'une machine de creusement de tunnel désignée de manière générale par le repère 1. In FIG. 1, we see a cutting head of a tunneling machine generally designated by the reference 1.
Comme il est visible sur la figure 2, la tête de coupe 1 constitue la partie antérieure du bouclier 2 de la machine de creusement de tunnel qui comporte un corps cylindrique à l'intérieur duquel sont disposés en particulier, un dispositif d'évacuation 3 du matériau arraché à la formation par la tête de coupe et des moyens de montage rotatifs et de mise en rotation de la tête de coupe 1 autour de l'axe horizontal du tunnelier. As can be seen in FIG. 2, the cutting head 1 constitutes the front part of the shield 2 of the tunneling machine which comprises a cylindrical body inside which are disposed in particular, an evacuation device 3 from the material torn from the formation by the cutting head and rotary mounting means and the rotation of the cutting head 1 around the horizontal axis of the tunnel boring machine.
La tête de coupe, qui présente de manière générale la forme d'une plaque plane circulaire légèrement arrondie suivant ses bords, présente des ouvertures traversantes au niveau de chacune desquelles est placé un ensemble d'outillage 4 comportant un outil de coupe sous la forme d'une molette 5a venant en saillie par rapport à la face antérieure de la tête de coupe pour assurer le découpage de la formation traversée par le tunnel lors de la rotation et de l'avancement de la tête de coupe. The cutting head, which generally has the shape of a circular flat plate slightly rounded along its edges, has through openings at each of which is placed a set of tools 4 comprising a cutting tool in the form of 'a wheel 5a projecting from the front face of the cutting head to ensure the cutting of the formation traversed by the tunnel during rotation and advancement of the cutting head.
Sur la figure 1, on a représenté une partie des ensembles d'outillage de la tête de coupe 1, la tête de coupe comportant de 100 à 150 ensembles d'outillage de coupe comportant chacun une molette 5a. In FIG. 1, a part of the tool sets of the cutting head 1 is shown, the cutting head comprising from 100 to 150 sets of cutting tools each comprising a wheel 5a.
Sur la figure 3, on a représenté un ensemble d'outillage désigné de manière générale par le repère 4 comportant un porte-outil 6 et l'outil de coupe 5 monté dans le porte-outil et comportant, comme élément actif, un disque de coupe ou molette 5a disposé dans l'ouverture centrale du support 6 réalisé sous la forme d'une cage. In Figure 3, there is shown a set of tools generally designated by the reference 4 comprising a tool holder 6 and the cutting tool 5 mounted in the tool holder and comprising, as active element, a disc of cup or wheel 5a disposed in the central opening of the support 6 produced in the form of a cage.
La molette 5a est montée rotative sur un arbre 7 présentant deux bouts d'arbre 7a et 7b fixés à l'intérieur des montants latéraux 6a et 6b du support 6 en forme de cage. The wheel 5a is rotatably mounted on a shaft 7 having two ends of the shaft 7a and 7b fixed inside the lateral uprights 6a and 6b of the support 6 in the form of a cage.
Comme il est visible sur la figure 7, l'arbre 7 de l'outil comporte une partie centrale de forme cylindrique sur laquelle la molette 5a est montée rotative. As can be seen in FIG. 7, the shaft 7 of the tool comprises a central part of cylindrical shape on which the wheel 5a is rotatably mounted.
Les bouts d'arbre 7a et 7b, placés de part et d'autre de la molette 5a, ont une forme prismatique droite à section carrée. The tree ends 7a and 7b, placed on either side of the wheel 5a, have a straight prismatic shape with a square section.
Comme il est visible en particulier sur la figure 4, les montants de la cage, tels que le montant 6a, comportent un logement 8 débouchant sur l'un des côtés du montant dirigé vers la face interne de la tête de coupe, c'est-à-dire la face de la tête de coupe opposée au front de taille de la formation dans laquelle on réalise le tunnel, lorsque l'ensemble d'outillage est monté sur la tête de coupe. Le logement 8 comporte, à l'intérieur du montant 6a, une partie d'extrémité constituée de deux surfaces d'appui 9a et 9b faisant entre elles un angle de 90". As can be seen in particular in Figure 4, the amounts of the cage, such as the amount 6a, have a housing 8 opening on one of the sides of the amount directed towards the internal face of the cutting head, this is ie the face of the cutting head opposite the cutting face of the formation in which the tunnel is made, when the tool assembly is mounted on the cutting head. The housing 8 comprises, inside the upright 6a, an end portion consisting of two bearing surfaces 9a and 9b forming an angle of 90 "between them.
La partie du logement 8 joignant le côté interne du montant 6a aux surfaces d'appui 9a et 9b du fond du logement présente une largeur sensiblement constante dont la dimension est supérieure à la longueur de la diagonale de la section du bout d'arbre 7a. The part of the housing 8 joining the internal side of the upright 6a to the bearing surfaces 9a and 9b of the bottom of the housing has a substantially constant width whose dimension is greater than the length of the diagonal of the section of the shaft end 7a.
Les bouts d'arbre 7a et 7b de l'outil 5 peuvent être engagés dans les logements 8 dans leur orientation représentée sur la figure 4, de manière que deux faces successives des bouts d'arbre viennent en appui sur les surfaces d'appui du logement de réception dans le montant correspondant faisant entre elles un angle de 90". The shaft ends 7a and 7b of the tool 5 can be engaged in the housings 8 in their orientation shown in FIG. 4, so that two successive faces of the shaft ends come to bear on the bearing surfaces of the reception housing in the corresponding upright making an angle of 90 "between them.
Lorsque l'outil 5 est fixé à l'intérieur du porte-outil 6, comme représenté sur la figure 4, une partie de la molette 5a est en saillie par rapport au côté externe du montant 6a disposé à l'opposé du côté interne et dirigé vers la formation dans laquelle on creuse le tunnel, lorsque l'ensemble d'outillage est monté sur la tête de coupe. When the tool 5 is fixed inside the tool holder 6, as shown in FIG. 4, a part of the wheel 5a is projecting with respect to the external side of the upright 6a disposed opposite the internal side and directed towards the formation in which the tunnel is hollowed out, when the tool assembly is mounted on the cutting head.
A l'intérieur du montant 6a du porte-outil 6 en forme de cage, sont montées rotatives, de part et d'autre de l'ouverture 8 de réception du bout d'arbre 7a, deux cames 10a et 10'a, autour d'axes lla, ll'a parallèles à l'axe 11 de l'outil 7 autour duquel la molette 5a est montée rotative. Inside the upright 6a of the tool holder 6 in the form of a cage, are rotatably mounted, on either side of the opening 8 for receiving the shaft end 7a, two cams 10a and 10'a, around axes lla, ll'a parallel to the axis 11 of the tool 7 around which the wheel 5a is rotatably mounted.
De même, dans le montant 6b, de part et d'autre de l'ouverture de réception du bout d'arbre 7b, sont montées deux cames 10b, 10'b articulées autour d'axes llb et ll'b parallèles à l'axe 11 de l'outil 7. Similarly, in the upright 6b, on either side of the reception opening of the shaft end 7b, are mounted two cams 10b, 10'b articulated around axes llb and ll'b parallel to the axis 11 of tool 7.
Comme il est visible sur la figure 4, les cames telles que 10a et 10'a comportent un talon par l'intermédiaire duquel la came est montée pivotante sur le porteoutil et une surface externe courbe convexe terminée par une surface plane d'appui qui vient en appui sur une face du bout d'arbre correspondant de forme prismatique, dans la position de verrouillage de l'outil dans le porteoutil représentée sur les figures 3 et 4. As can be seen in FIG. 4, the cams such as 10a and 10'a have a heel by means of which the cam is pivotally mounted on the tool holder and a convex curved external surface terminated by a flat bearing surface which comes resting on one face of the corresponding prismatic end of the shaft, in the tool locking position in the tool holder shown in FIGS. 3 and 4.
Les surfaces externes courbes des cames articulées dans un même montant telles que les cames 10a et 10'a représentées sur la figure 4 sont alors en vis-à-vis et les surfaces planes terminales des cames sont en appui sur deux faces successives du bout d'arbre 7a faisant entre elles un angle de 90". The curved external surfaces of the cams articulated in the same amount such that the cams 10a and 10'a shown in FIG. 4 are then opposite and the terminal planar surfaces of the cams are supported on two successive faces of the end piece. 'shaft 7a making an angle of 90 "between them.
Le bout d'arbre 7a est en appui par deux faces successives sur les surfaces d'appui 9a et 9b du montant 6a et par ses deux autres faces sur les surfaces planes des cames 10a et 10'a. The shaft end 7a is supported by two successive faces on the bearing surfaces 9a and 9b of the upright 6a and by its two other faces on the flat surfaces of the cams 10a and 10'a.
Bien entendu, le bout d'arbre 7b est maintenu de la même manière que le bout d'arbre 7a dans le montant 6b, par les cames 10b et 10'b. Of course, the shaft end 7b is held in the same way as the shaft end 7a in the upright 6b, by the cams 10b and 10'b.
Lorsque les cames sont bloquées dans leur position de verrouillage, tel que représenté sur les figures 3 et 4, l'arbre 7 est parfaitement fixé et immobilisé à l'intérieur du porte-outil, par l'intermédiaire des bouts d'arbre 7a et 7b. When the cams are locked in their locking position, as shown in FIGS. 3 and 4, the shaft 7 is perfectly fixed and immobilized inside the tool holder, by means of the shaft ends 7a and 7b.
Comme représenté sur les figures 5 et 5A, chacune des cames telles que les cames 10a et lOb est fixée par l'intermédiaire de son talon sur une partie centrale d'un arbre 12 monté rotatif autour d'un axe lia ou llb parallèle à l'axe 11 de l'outil, par l'intermédiaire de deux tourillons placés de part et d'autre de la partie centrale de l'arbre 12 sur laquelle est fixée rigidement la came iOa ou lOb. As shown in FIGS. 5 and 5A, each of the cams such as the cams 10a and 10b is fixed by means of its heel to a central part of a shaft 12 mounted to rotate around an axis 11a or 11b parallel to the axis 11 of the tool, by means of two pins placed on either side of the central part of the shaft 12 on which the cam iOa or lOb is rigidly fixed.
Sur la figure 5B, on a représenté l'arbre 12 par l'intermédiaire duquel la came 10a est montée pivotante dans le montant 6a du porte-outil. In Figure 5B, there is shown the shaft 12 through which the cam 10a is pivotally mounted in the upright 6a of the tool holder.
La partie centrale 12a de l'arbre 12 de forme cylindrique, sur laquelle est fixée la came 10a, présente un axe 13a décalé d'une certaine distance par rapport à l'axe lia des tourillons 12b et 12c par l'intermédiaire desquels l'arbre 12 est monté rotatif dans le montant 6a du porte-outil. On assure ainsi un montage excentrique de la came iOa sur l'arbre 12. The central part 12a of the shaft 12 of cylindrical shape, on which the cam 10a is fixed, has an axis 13a offset by a certain distance relative to the axis 11a of the pins 12b and 12c by means of which the shaft 12 is rotatably mounted in the upright 6a of the tool holder. This ensures an eccentric mounting of the cam iOa on the shaft 12.
L'arbre 12 comporte de plus une partie d'extrémité 12d de forme cylindrique comportant une denture sur sa surface latérale. The shaft 12 further comprises an end portion 12d of cylindrical shape having a toothing on its lateral surface.
Par l'intermédiaire de la partie d'extrémité 12d de l'arbre 12 ayant une surface d'accrochage dentée, on peut faire pivoter l'arbre 12 monté tourillonnant dans le montant 6a du porte-outil et déplacer la came 10a montée sur l'arbre 12 de manière excentrée, en utilisant un outil venant en prise avec la surface d'accrochage de la partie 12d de l'arbre 12. By means of the end portion 12d of the shaft 12 having a toothed hooking surface, it is possible to pivot the shaft 12 mounted to rotate in the upright 6a of the tool holder and to move the cam 10a mounted on the 'shaft 12 eccentrically, using a tool that engages the attachment surface of the part 12d of the shaft 12.
Lorsque la came iOa est en position de blocage du bout d'arbre 7a de l'outil, comme représenté en particulier sur les figures 4 et 5, on peut réaliser le verrouillage de la came dans sa position de blocage en utilisant une pièce de verrouillage 14 comportant une ouver ture cannelée qui est engagée avec un très faible jeu sur la partie dentée 12d de l'arbre 12. La pièce de verrouillage 14 est ensuite immobilisée par rapport au montant 6a du porte-outil par l'intermédiaire d'une vis de blocage 15. When the cam iOa is in the blocking position of the shaft end 7a of the tool, as shown in particular in FIGS. 4 and 5, it is possible to lock the cam in its blocking position by using a locking piece 14 comprising a grooved opening which is engaged with very little play on the toothed part 12d of the shaft 12. The locking piece 14 is then immobilized relative to the upright 6a of the tool holder by means of a screw blocking 15.
Bien entendu, chacune des cames lOa, lO'a, lOb, lO'b de fixation de l'outil 5 sur le porte-outil 6 est montée de la même manière que la came iota, par l'intermédiaire d'un arbre à excentrique. Of course, each of the cams lOa, lO'a, lOb, lO'b for fixing the tool 5 to the tool holder 6 is mounted in the same way as the iota cam, by means of a shaft with eccentric.
Pour réaliser le remplacement de l'outil 5 lorsque la molette 5a de l'outil présente une certaine usure, on réalise tout d'abord, par le côté interne de la tête de coupe 1, le dévissage des vis de blocage 15 des pièces de verrouillage 14 des quatre cames de maintien des bouts d'arbre 7a et 7b de l'outil. To replace the tool 5 when the wheel 5a of the tool has some wear, first of all, by the internal side of the cutting head 1, the unscrewing of the locking screws 15 of the workpieces is carried out. locking 14 of the four cams holding the shaft ends 7a and 7b of the tool.
On fait ensuite tourner les cames 10a entre leur position de verrouillage de l'outil et une position d'ouverture, par exemple en engageant un outil tel qu'une clé sur les parties d'accrochage telles que 12d des arbres de montage pivotant des cames. The cams 10a are then rotated between their tool locking position and an open position, for example by engaging a tool such as a wrench on the hooking parts such as 12d of the pivoting mounting shafts of the cams .
Sur la figure 6, on a représenté en traits pleins la position d'ouverture des cames lOa et 10'a et en traits interrompus, les cames lOa et lO'a dans leur position de verrouillage du bout d'arbre 7a de l'arbre de l'outil. In Figure 6, there is shown in solid lines the open position of the cams lOa and 10'a and in broken lines, the cams lOa and lO'a in their locking position of the shaft end 7a of the shaft of the tool.
Pour faire passer les cames de leur position de verrouillage à leur position d'ouverture, on fait pivoter les cames vers l'extérieur, comme représenté par les flèches 16, en faisant tourner les arbres 12 de pivotement des cames en sens inverse l'un par rapport à l'autre. To move the cams from their locking position to their open position, the cams are pivoted outward, as shown by the arrows 16, by rotating the cam pivot shafts 12 in the opposite direction. compared to each other.
Le déplacement des cames montées de manière excentrée sur les arbres 12 permet leur éloignement l'une de l'autre, de telle sorte que dans la position complète d'ouverture représentée en traits pleins sur la figure 6, la largeur de l'espace libre entre les parties courbes des cames 10a et 10'a est supérieure à la longueur de la diagonale de la section du bout d'arbre 7a. The displacement of the cams mounted eccentrically on the shafts 12 allows them to be moved away from each other, so that in the full open position shown in solid lines in FIG. 6, the width of the free space between the curved parts of the cams 10a and 10'a is greater than the length of the diagonal of the section of the shaft end 7a.
Le bout d'arbre 7a peut alors passer entre les cames, à l'intérieur de l'ouverture 8, comme représenté par la section en traits pleins de l'arbre 7a sur la figure 6. The shaft end 7a can then pass between the cams, inside the opening 8, as shown by the solid line section of the shaft 7a in FIG. 6.
En réalisant une manoeuvre similaire sur les cames lOb et lO'b de maintien du bout d'arbre 7b de l'outil, on peut séparer l'outil 5 du porte-outil 6 en faisant passer les bouts d'arbre 7a et 7b dans les ouvertures 8 correspondantes des montants 6a et 6b. By carrying out a similar operation on the cams 10b and 10b holding the shaft end 7b of the tool, the tool 5 can be separated from the tool holder 6 by passing the shaft ends 7a and 7b into the corresponding openings 8 of the uprights 6a and 6b.
On peut alors engager un outil de remplacement dans le porte-outil, par le côté du porte-outil dirigé vers la surface interne de la tête de coupe, en engageant les bouts d'arbre de l'outil de remplacement dans les ouvertures 8 des montants 6a et 6b du porte-outil 6, pour faire passer les bouts d'arbre de l'outil de remplacement entre les cames en position d'ouverture de manière que deux faces de chacun des bouts d'arbre de forme prismatique faisant entre elles un angle de 90" viennent en appui sur les surfaces d'appui correspondantes à l'extrémité des ouvertures 8 des montants 6a et 6b du porte-outil. A replacement tool can then be engaged in the tool holder, by the side of the tool holder directed towards the internal surface of the cutting head, by engaging the ends of the shaft of the replacement tool in the openings 8 of the uprights 6a and 6b of the tool holder 6, for passing the ends of the shaft of the replacement tool between the cams in the open position so that two faces of each of the ends of the prismatic shaft forming between them a 90 "angle comes to bear on the corresponding bearing surfaces at the end of the openings 8 of the uprights 6a and 6b of the tool holder.
On rabat alors les cames en position de verrouillage des bouts d'arbre de l'outil en faisant tourner les arbres 12 de pivotement des cames dans le sens voulu et on réalise le verrouillage des cames dans leur position de fixation de l'outil par l'intermédiaire des pièces de verrouillage 14. The cams are then folded back into the locking position of the tool shaft ends by rotating the cam pivot shafts 12 in the desired direction and the cams are locked in their tool attachment position by the 'through the locking parts 14.
Le blocage ou le déblocage des bouts d'arbre par les cames est réalisé sans difficulté, du fait du montage excentrique des cames sur les arbres 12. The locking or unlocking of the shaft ends by the cams is carried out without difficulty, due to the eccentric mounting of the cams on the shafts 12.
On peut donc réaliser très rapidement et très facilement le remplacement d'un outil par manoeuvre des quatre cames de verrouillage des bouts d'arbre de l'ou- til. It is therefore possible very quickly and very easily to replace a tool by operating the four locking cams of the tool shaft ends.
L'outil de remplacement est mis en place sur le porte-outil dans une position parfaitement définie, du fait qu'il vient en position d'appui et de blocage contre des surfaces d'appui des montants du porte-outil et que les cames assurent le verrouillage des bouts d'arbre en appui contre les surfaces d'appui des montants du porteoutil constituant des surfaces de référence. The replacement tool is placed on the tool holder in a perfectly defined position, due to the fact that it comes in the support and blocking position against the bearing surfaces of the uprights of the tool holder and that the cams lock the shaft ends in abutment against the bearing surfaces of the uprights of the tool holder constituting reference surfaces.
Le dispositif de fixation de l'outil sur le porte-outil ne comporte aucune partie filetée ou taraudée, de sorte que ce dispositif est peu sensible à l'usure et aux détériorations pendant l'utilisation de la tête de coupe du tunnelier. The device for fixing the tool to the tool holder does not have any threaded or tapped part, so that this device is not very sensitive to wear and damage during use of the cutting head of the TBM.
Les opérations de remplacement sont rapides et faciles et nécessitent un outillage très réduit. Replacement operations are quick and easy and require very little tools.
L'invention ne se limite pas au mode de réalisation qui a été décrit. The invention is not limited to the embodiment which has been described.
C'est ainsi que l'ensemble d'outillage suivant l'invention peut comporter un outil dont l'arbre présente des bouts d'arbre de forme prismatique droite dont la section a une forme différente d'un carré. Dans tous les cas, au moins deux faces des extrémités prismatiques de l'arbre de l'outil viennent en contact avec deux surfaces d'appui des montants du porte-outil constituant des surfaces de référence pour un positionnement précis de l'outil par rapport au porte-outil. Thus the tool assembly according to the invention may include a tool, the shaft of which has prismatic shaft ends of straight prism, the cross section of which has a shape different from that of a square. In all cases, at least two faces of the prismatic ends of the tool shaft come into contact with two bearing surfaces of the uprights of the tool holder constituting reference surfaces for precise positioning of the tool relative to to the tool holder.
Les cames peuvent présenter une forme différente de celle qui a été décrite et peuvent être montées de manière différente sur le porte-outil. The cams can have a different shape from that which has been described and can be mounted differently on the tool holder.
On peut utiliser éventuellement une seule came pour réaliser le blocage de chacun des bouts d'arbre de l'outil, bien qu'il soit préférable d'utiliser deux cames de blocage de chacun des bouts d'arbre pour des raisons de stabilité et de sécurité. A single cam can optionally be used to block each of the shaft ends of the tool, although it is preferable to use two blocking cams of each of the shaft ends for reasons of stability and security.
Plusieurs outils peuvent être montés sur un même porte-outil et fixés chacun par un ensemble de cames montées pivotantes sur le porte-outil. Several tools can be mounted on the same tool holder and each fixed by a set of cams pivotally mounted on the tool holder.
L'invention s'applique au cas de tout ensemble d'outillage d'une machine de creusement de tunnel comportant au moins un outil dont il est nécessaire d'effectuer le remplacement après un certain temps de fonctionnement de la machine. The invention applies to the case of any set of tools for a tunneling machine comprising at least one tool which it is necessary to replace after a certain time of operation of the machine.
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