FR2889241A1 - Tariere a ergot mobile - Google Patents

Abstract

L'invention concerne une tarière.Elle comprend :- une âme ayant une extrémité inférieure,- au moins une pale faisant saillie hors de l'âme en forme d'hélice, ladite pale comportant un bord d'attaque inférieur proche de l'extrémité inférieure de l'âme et un bord périphérique,caractérisée en ce qu'elle comprend en outre :- un ergot (42), ayant une extrémité de coupe (42a), monté pivotant autour d'un axe (44) sensiblement parallèle à ladite âme et des moyens moteurs (52, 54) pour amener ledit ergot d'une première position dans laquelle ladite extrémité de coupe est disposée à l'intérieur du cylindre défini par le bord périphérique de ladite pale et une deuxième position dans laquelle ladite extrémité de coupe fait saillie hors dudit cylindre.

Description

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La présente invention a pour objet une tarière à ergot mobile.

Pour la réalisation de pieux forés ou moulés, on utilise le plus souvent comme outil une tarière qui permet de creuser dans le sol une excavation cylindrique correspondant aux dimensions du pieu à réaliser et qui permet également la remontée du terrain creusé ou découpé. Souvent, la tarière est équipée d'un tube plongeur qui est monté coulissant dans l'âme creuse de la tarière et qui permet d'injecter dans le forage au fur et à mesure de la remontée de la tarière le béton ou le coulis servant à réaliser le pieu.

Les efforts que peut absorber le pieu moulé ou foré dépendent d'une part du diamètre de celui-ci et d'autre part du coefficient de frottement qui existe entre la paroi externe du pieu et la paroi interne du forage.

L'augmentation du diamètre du pieu entraîne un accroissement du coût du forage et surtout une augmentation de la quantité de coulis ou de béton à utiliser pour réaliser le pieu. On comprend donc qu'il est intéressant pour augmenter l'efficacité du pieu d'améliorer le coefficient de frottement entre le pieu et le sol. Pour cela, il est connu de réaliser à l'aide d'un ergot une rainure hélicoïdale dans la paroi interne du forage qui sera ultérieurement remplie tout comme le forage par le béton ou le coulis pour former une nervure hélicoïdale pénétrant dans le sol.

C'est ce qu'on a représenté sur la figure 5 annexée, la référence 10 représentant le forage cylindrique, la référence 12 représentant la paroi interne de ce forage, la référence 14 représentant la rainure hélicoïdale réalisée dans la paroi 12 du forage. Sur cette figure, on a également fait apparaître le pieu 16 avec sa nervure hélicoïdale 18 pénétrant dans le sol S. Pour réaliser la rainure hélicoïdale dans la paroi du forage, on équipe habituellement l'extrémité inférieure de la pale de la tarière d'un ergot. Dans certains cas, cet ergot est fixe, c'est-à-dire qu'il réalise une rainure dans le sens de la descente et de la remontée de la tarière. Pour obtenir une qualité élevée de cette rainure, c'est-à-dire un compactage efficace des parois de la nervure, il est nécessaire en particulier de contrôler avec précision la vitesse de rotation et de déplacement linéaire de la tarière à la descente et surtout à la remontée.

2889241 2 Pour simplifier ces opérations, on a proposé d'utiliser des tarières équipées d'un ergot escamotable ne faisant saillie hors de la pale de la tarière pour réaliser la rainure que durant la remontée de la tarière. En général, la sortie de l'ergot mobile est provoquée simplement par l'inversion du sens de rotation de la tarière. Une telle solution présente l'avantage d'être simple mais elle présente l'inconvénient majeur de ne pas assurer de façon certaine la sortie de l'ergot pour réaliser la rainure hélicoïdale. On comprend qu'il s'agit là d'un inconvénient majeur puisque, en effet, pour accroître la capacité du pieu foré à supporter des efforts, il est nécessaire que la rainure hélicoïdale soit effectivement réalisée sur au moins la partie inférieure du forage.

Un objet de la présente invention est de fournir une tarière équipée d'un ergot mobile pour laquelle on peut assurer la sortie effective de l'ergot lors de la remontée de la tarière de façon fiable.

Pour atteindre ce but, selon l'invention, la tarière comprend: -une âme ayant une extrémité inférieure, - au moins une pale faisant saillie hors de l'âme en forme d'hélice, ladite pale comportant un bord d'attaque inférieur proche de l'extrémité inférieure de l'âme et un bord périphérique, Et elle se caractérise en ce qu'elle comprend en outre: - un ergot, ayant une extrémité de coupe, monté pivotant autour d'un axe sensiblement parallèle à ladite âme et des moyens moteurs pour amener ledit ergot d'une première position dans laquelle ladite extrémité de coupe est disposée à l'intérieur du cylindre défini par le bord périphérique de ladite pale et une deuxième position dans laquelle ladite extrémité de coupe fait saillie hors dudit cylindre.

Par "axe sensiblement parallèle à ladite âme" il faut entendre soit que l'axe de pivotement de l'ergot est effectivement parallèle à l'âme, soit que cet axe est orthogonal à la pale de la tarière, soit encore qu'il occupe une position intermédiaire, ce qui signifie qu'il fait un angle réduit avec l'âme de la tarière correspondant à l'inclinaison de la pale.

On comprend que grâce à l'action des moyens moteurs sur l'ergot, on obtient de façon beaucoup plus sûre l'amenée en position sortie de l'ergot de telle manière qu'il réalise la rainure.

2889241 3 De préférence, la tarière se caractérise en ce qu'elle comprend en outre des moyens pour détecter le passage effectif de ladite extrémité de coupe de l'ergot de sa première à sa deuxième position.

Grâce à la présence de ce détecteur, on peut s'assurer que les moyens moteurs ont bien amené l'ergot en position sortie.

De préférence également, la tarière se caractérise en ce qu'elle comprend en outre des moyens définissant un volume protégé, lesdits moyens étant disposés en dessous de ladite pale à proximité dudit bord d'attaque et adjacents à une partie de la surface externe de l'âme.

Du fait de sa position à proximité du bord d'attaque de la pale et en dessous de celle-ci, le volume protégé n'altère pas significativement l'efficacité de la tarière lorsqu'elle découpe le sol et il n'entraîne nullement la remontée des déblais par la rotation de la tarière.

Dans ce cas, de préférence, la tarière se caractérise en ce que ledit axe de pivotement de l'ergot est monté dans ledit volume protégé et en ce que ladite paroi latérale présente une fente sensiblement horizontale pour le passage dudit ergot.

Ainsi, l'axe de pivotement de l'ergot et ses moyens de commande sont protégés des effets néfastes du déblais découpé par la tarière.

Selon un premier mode de mise en oeuvre de l'invention, les moyens moteurs sont constitués par un système hydraulique monté à proximité de l'ergot et alimenté en fluide depuis la surface, le système hydraulique entraînant la rotation de l'ergot mobile.

Selon un deuxième mode de mise en oeuvre de l'invention, la tarière se caractérise en ce que son âme est creuse, en ce qu'elle comprend en outre un tube plongeur mobile en translation dans l'âme de la tarière, et en ce que lesdits moyens moteurs sont commandés par le déplacement relatif en translation du tube plongeur par rapport à l'âme de la tarière.

Dans ce mode de mise en oeuvre, les moyens de commande et les moyens moteurs peuvent comprendre un piston mobile monté à l'extrémité inférieure de l'âme de la tarière, occupant une première position pour une première position relative du tube plongeur par rapport à l'âme de la tarière et une deuxième position pour une deuxième position relative du tube plongeur par rapport à l'âme de la tarière, ledit piston, 2889241 4 dans sa première position, alimentant un premier vérin agissant sur l'ergot mobile pour amener celui-ci dans sa première position, et, dans sa deuxième position, alimentant un deuxième vérin agissant sur l'ergot mobile pour amener celui-ci dans sa deuxième position.

Dans ce même mode de mise en oeuvre, les moyens de commande et les moyens moteurs peuvent comprendre une bague montée rotative autour du tube plongeur et immobile en translation par rapport à l'âme de la tarière, ladite bague étant solidaire d'un doigt de commande apte à coopérer avec une fente hélicoïdale ménagée dans le tube plongeur par quoi la translation du tube plongeur est convertie en une rotation de ladite bague, ladite bague comportant au moins une portion dentée apte à coopérer avec une portion dentée de l'ergot mobile.

Selon un troisième mode de mise en oeuvre de l'invention, la tarière se caractérise en ce que son âme est creuse, en ce qu'elle comprend en outre un tube plongeur mobile en rotation autour de son axe longitudinal par rapport à l'âme de la tarière, et en ce que les moyens moteurs sont commandés par le mouvement relatif de rotation.

Selon ce mode de mise en oeuvre, de préférence, les moyens de commande et les moyens moteurs comprennent une portion en creux réalisée dans la face externe du tube plongeur sur une partie de sa périphérie et deux poussoirs montés coulissant dans l'âme de la tarière, chaque poussoir ayant une première extrémité au contact de la face externe du tube plongeur et une deuxième extrémité en contact avec ledit ergot mobile par quoi la rotation relative du tube plongeur par rapport à l'âme de la tarière provoque des déplacements desdits poussoirs pour commander la rotation de l'ergot mobile dans un sens et dans l'autre.

Selon un quatrième mode de mise en oeuvre, la tarière se caractérise en ce que son âme est creuse, en ce qu'elle comprend en outre à son extrémité inférieure une pièce mobile constituée par une portion de tube montée coulissante en translation dans l'âme de la tarière et un fond obturant l'extrémité de ladite portion de tube, et en ce que les moyens moteurs sont commandés par le mouvement relatif de translation de ladite pièce mobile par rapport à l'âme.

Selon un cinquième mode de mise en oeuvre, la tarière a une âme creuse, et elle comprend en outre à son extrémité inférieure une pièce mobile constituée par une portion de tube montée mobile en 2889241 5 rotation dans l'âme de la tarière et un fond obturant l'extrémité de ladite portion de tube.

Les moyens moteurs sont commandés par le mouvement relatif de rotation de ladite pièce mobile par rapport à l'âme.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit de plusieurs modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux figures annexées, sur lesquelles: - la figure 1 est une vue en élévation de l'ensemble de la machine de forage comportant la tarière à ergot mobile; - la figure 2 montre un mode préféré de réalisation de la partie inférieure de la tarière; - la figure 3 est une vue en coupe selon la ligne III-III de la figure 2 selon un mode préféré de réalisation de l'invention; - la figure 4 est une vue en élévation montrant l'action de l'ergot lors de la remontée de la tarière; - la figure 5 déjà décrite montre en coupe verticale un pieu foré obtenu à l'aide d'une tarière à ergot.

- les figures 6A et 6B montrent l'extrémité inférieure d'une 20 tarière équipée d'un tube plongeur correspondant à un deuxième mode de mise en oeuvre de l'invention; - la figure 7 montre en vue de dessous, l'extrémité inférieure de l'âme de la tarière selon le deuxième mode de mise en oeuvre de l'invention; - la figure 8 montre les circuits de commande de l'ergot mobile selon le deuxième mode de mise en oeuvre de l'invention; - la figure 9 montre l'extrémité inférieure de la tarière selon un troisième mode de mise en oeuvre de l'invention; - la figure 10 est une vue de dessus simplifiée de la tarière de la figure 9; - les figures 11A et 11B sont des vues en coupe selon la figure XI-XI de la figure 9 montrant l'ergot en position "sortie" et en position "rentrée" ; - la figure 12 est une vue en coupe verticale de l'extrémité inférieure de la tarière selon une variante du deuxième mode de mise en oeuvre de l'invention; 2889241 6 - les figures 13A et 13B sont des vues partielles en perspective de la partie inférieure de la tarière de la figure 12 montrant l'ergot mobile dans ses deux positions; - les figures 14A et 14B montrent l'extrémité inférieure de la tarière selon un quatrième mode de mise en oeuvre de l'invention; et - la figure 15 montre l'extrémité inférieure de la tarière selon un cinquième mode de mise en oeuvre de l'invention.

En se référant tout d'abord à la figure 1, on va décrire l'ensemble de la machine de forage comportant la tarière à ergot selon un premier mode de mise en oeuvre de l'invention. Sur cette figure, on a représenté la plateforme 20 avec son mât de guidage articulé 22 commandé de façon symbolique par les vérins 24. Le long du mât de guidage 22, peut se déplacer un chariot 26 portant la tête de mise en rotation 28 de la tarière 30. Le chariot 26 peut être déplacé le long du mât 22 par des moyens non représentés. Il est donc ainsi possible de commander d'une part la vitesse de rotation de la tarière à l'aide de la tête de mise en rotation 28 et d'autre part la vitesse de déplacement linéaire de la tarière en contrôlant le déplacement du chariot 26 par rapport au mât 22.

La tarière 30 est constituée par une âme cylindrique 32 et par deux pales hélicoïdales 34 et 36 décalées angulairement de 180 degrés. L'âme 32 se termine par une pointe 35. Les bords d'attaque 34a et 36a des pales sont équipés de dents telles que 38.

Il va de soi qu'on ne sortirait pas de l'invention si la tarière comportait une seule pale hélicoïdale ou si cette tarière comportait une pale hélicoïdale sur toute sa hauteur et une deuxième pale sur sa partie terminale proche de la pointe 35.

La tarière comporte également un joint tournant 39 pour relier une conduite d'alimentation en liquide sous pression 41 à des conduits montés sur la tarière proprement dite qui seront décrits ultérieurement. Le joint tournant 40 comporte également une partie électrique qui permet de relier des conducteurs électriques montés sur le chariot 26 à des conducteurs électriques portés par la tarière proprement dite.

En se référant maintenant plus particulièrement à la figure 2, on 35 va décrire la partie inférieure de la tarière. A son extrémité inférieure, à proximité de la pointe 35 et sous la partie terminale de la pale 36, est 2889241 7 réalisé à l'aide de cloisons qui seront décrites ultérieurement plus en détail une cavité ou volume protégé 40 dans lequel est monté pivotant un ergot 42, cet ergot étant pivotant autour d'un axe 44 qui peut être vertical, orthogonal à la pale de la tarière, ou occuper une position intermédiaire.

Ainsi qu'on l'expliquera ultérieurement, l'ergot 42 est commandé par des moyens moteurs qui sont dans ce premier mode de mise en oeuvre, de préférence du type hydraulique et alimentés par une conduite hydraulique 46 fixée sous la face inférieure de la pale 36 et raccordée au joint tournant 40. L'extrémité inférieure 46a de la conduite débouche dans le volume protégé 40. De même, un câble électrique 48 comportant une pluralité de conducteurs électriques est fixé parallèlement à la conduite hydraulique 46 pour alimenter des composants électriques disposés dans le volume protégé 40 et pour permettre également la transmission d'informations entre les composants montés dans le volume protégé 40 et la partie aérienne de la tarière. De préférence, la tarière comporte une partie inférieure 30a comportant le volume 40 et une partie courante 30b. Ces deux parties étant solidarisées par tout moyen mécanique convenable. Bien entendu, au niveau de la liaison entre les parties 30a et 30b de la tarière, il est nécessaire de prévoir des systèmes de connexion 50 hydrauliques et électriques pour relier les câbles électriques 48 et la conduite hydraulique 46 montés respectivement sur chacune des parties de la tarière.

De préférence, le volume protégé 40 est limité par une plaque inférieure 40a orthogonale à l'âme de la tarière et qui se raccorde à la face inférieure de la pale 36 à proximité de son bord d'attaque 36a, par la paroi externe de l'âme 32 et par une paroi à génératrice verticale 40b dans laquelle est ménagée une fente 62 pour le passage de l'ergot 42.

Sur cette figure, on a représenté l'ergot 42 avec son extrémité coupante 42a montée pivotant autour de l'axe vertical 44. L'ergot 42 est prolongé, dans ce mode de réalisation, au-delà de l'axe 44 par un talon 50. Dans le volume protégé 40 est monté un vérin hydraulique 52 dont l'extrémité 54a de la tige 54 peut venir agir sur le talon 50 de l'ergot 42 pour faire passer celui-ci d'une position de repos I représentée en pointillé à une position II représentée en trait plein dans laquelle la partie coupante 42a fait saillie hors du volume limité par le bord externe des 2889241 8 pales de la tarière. Le vérin hydraulique 52 est alimenté en liquide par un circuit de commande 54 relié à l'extrémité 46a de la conduite hydraulique 46. De préférence, un capteur de rotation 56 est monté sur l'ergot 42 à proximité de l'axe 44. Ce capteur de rotation 56 délivre un signal électrique sur le conducteur 60 lorsque l'ergot 42 arrive effectivement dans la position II, c'est-à-dire en saillie. En outre, l'ouverture 62 ménagée dans la paroi externe du volume 50 se termine par une butée 64 contre laquelle vient l'ergot 42 en position sortie. Compte tenu du sens de rotation repéré par la flèche F de la tarière, l'ergot 42 est maintenu en position sortie sur la butée 64. Il n'est donc plus nécessaire de faire agir la tige 54 du vérin 52. En conséquence, lorsque le détecteur 56 a détecté que l'ergot 42 est effectivement en position sortie, le signal électrique qu'il émet sur la ligne 64 est transmis par la ligne 70 au circuit de commande 54 du vérin 52 pour interrompre la commande du vérin. Les différents conducteurs électriques permettant le transfert des signaux et l'alimentation par exemple du capteur 56 sont reliés à l'extrémité 48a du câble électrique 48 fixé sur la pale de la tarière.

Dans le volume 40, il est également possible de prévoir un capteur de pression 66 qui, dans la phase de remontée de la tarière, permet de mesurer la pression du béton ou du coulis injecté pour réaliser le pieu foré. Si cette pression est insuffisante, cela indique que le remplissage du forage est insuffisant.

La figure 4 montre la tarière 30 du premier mode de mise en oeuvre, dans sa phase de remontée. On voit que l'ergot 42 en position sortie est en train de réaliser la rainure hélicoïdale décrite précédemment. Dans ce mode de réalisation, le béton ou le coulis sera introduit dans le forage ultérieurement. Dans d'autres modes de réalisation, l'âme de la tarière 30 est creuse et équipée d'un tube plongeur mobile en translation qui permet l'injection du béton ou du coulis dans le forage par l'extrémité inférieure de la tarière au fur et à mesure de la remontée de celle-ci. Ce mode de mise en oeuvre est bien sûr préférable puisqu'il permet d'assurer de façon plus sécurisée le remplissage du forage y compris celui de la rainure hélicoïdale réalisée par l'ergot dans la face interne du forage et d'éviter l'altération de la paroi du forage.

Dans la description précédente, l'ergot mobile et ses systèmes de commande et de contrôle de fonctionnement sont disposés à l'intérieur 2889241 9 du volume protégé 40. Il s'agit là d'un mode de réalisation préféré qui garantit la protection de l'ergot et de ses éléments de commande et de contrôle à l'égard des déblais extraits du sol. Il va cependant de soi qu'on ne sortirait pas de l'invention si l'ergot mobile 42 et son système de commande étaient directement fixés sur la face inférieure de la pale ou d'une des pales de la tarière.

Dans le mode de réalisation décrit en liaison avec les figures 2 et 3 les moyens moteurs pour provoquer le pivotement de l'ergot sont alimentés par des conduits fixés sur la pale de la tarière. Dans la description qui suit en référence aux figures 6A à 13B, on va décrire un deuxième mode de mise en oeuvre de l'invention dans lequel la commande des moyens moteurs est assurée par un tube plongeur qui est associé à la tarière.

Les tarières à tube plongeur sont des machines de forage bien connues et notamment décrites dans la demande de brevet FR 2 807 455 au nom du demandeur. Dans ce cas, la tarière à une âme creuse dans laquelle peut se déplacer en translation un tube dit tube plongeur dont l'extrémité supérieure est reliée par un flexible à une source de coulis ou de ciment et dont l'extrémité intérieure peut faire saillie hors de l'extrémité inférieure de la tarière pour permettre l'injection du coulis ou du béton dans le forage réalisé à l'aide de la tarière. Le tube plongeur peut être déplacé en translation par rapport à la tarière à l'aide par exemple de vérins montés sur la tête de mise en rotation de la tarière et, le plus souvent, le tube plongeur peut également être déplacé en rotation autour de son axe longitudinal par rapport à la tarière.

Dans le deuxième mode de mise en oeuvre de l'invention, on utilise, pour commander les moyens moteurs de l'ergot mobile, le mouvement relatif en translation dudit tube plongeur par rapport à la tarière.

Sur les figures 6A et 6B, on a représenté la partie inférieure de la tarière 30 avec son âme 32, ses pâles 34 et 36 ainsi que son ergot pivotant 42. Dans l'âme creuse 32 est monté à coulissement un tube plongeur 100 dont l'extrémité inférieure est obturée par une pointe de forme conique 102. Le tube plongeur comporte une pluralité d'orifices 104 pour permettre la sortie du coulis ou du ciment. Lorsque le tube plongeur 100 est en position remontée à l'intérieur de l'âme de la tarière 32, le tube 2889241 10 plongeur et la tarière sont solidaires en rotation. Pour cela la face inférieure 32a de l'âme 32 de la tarière est munie d'encoches telles que 106 qui peuvent coopérer avec des crabots 108 prévus sur la périphérie de l'extrémité inférieure du tube plongeur, c'est-à-dire immédiatement au- dessus de son extrémité 102. Ainsi, en position relevée, la tarière et le tube plongeur sont solidaires en rotation. En revanche, lorsque le tube plongeur est en position sortie pour permettre l'injection du béton, du ciment ou du coulis, l'extrémité inférieure du tube plongeur 100 occupe une positon telle que les orifices 104 soient dégagés et bien entendu les crabots 108 sont sortis des encoches 106.

Selon ce deuxième mode de mise en oeuvre représenté sur les figures 6A et 6B, des pistons mobiles tels que 110 sont montés dans les encoches 106. Comme le montre mieux la figure 7, l'extrémité 32a de l'âme de la tarière peut comporter quatre encoches 106, dans chaque encoche deux pistons mobiles 110 étant montés.

On comprend que lorsque le tube plongeur est en position rentrée comme cela est représenté sur les figures 6B, les crabots 108 entrant dans les encoches 106 poussent les pistons 110. En revanche, lorsque le tube plongeur est en position sortie aucune action n'est exercée sur le piston 110. C'est cette absence d'action sur les pistons 110 qui va être utilisée pour commander le pivotement de l'ergot mobile 42.

Comme le montre mieux la figure 8, chaque piston 110 est constitué par une tige 112 susceptible de recevoir l'action des crabots 108 par sa première extrémité 112 a alors que sa deuxième extrémité 112b coopère avec un ressort de rappel 114. A la tige 112 est associé un piston 116 monté mobile dans une enceinte cylindrique 118 remplie d'un liquide incompressible. Le piston 116 divise le cylindre 118 en deux chambres respectivement 120 et 122. Chaque chambre est reliée par une conduite 124, 126 à un vérin de commande 128 et 130. Les vérins de commande 128 et 130 agissent de part et d'autre de l'axe de pivotement 44 de l'ergot 42 pour amener respectivement cet ergot en positon sortie ou en position rentrée.

On comprend que lorsque le tube plongeur est en positon rentrée (figure 6B) les crabots 108 appuient sur l'extrémité 112A de la tige 112, ce qui a pour effet d'une part de comprimer le ressort de rappel 114 et d'autre part d'alimenter en liquide incompressible le vérin 128, ce qui 2889241 11 amène l'ergot 42 en position rentrée. En revanche, lorsqu'on provoque la sortie du tube plongeur par rapport à la tarière, les crabots cessent d'agir sur l'extrémité 112a de la tige 112 qui est déplacée sous l'effet du ressort de rappel 114 en chassant le liquide incompressible de la chambre 120 vers le vérin 130, ce qui amène l'ergot 42 en position sortie, l'ergot étant maintenu dans cette position par le ressort de rappel 114.

Les figures 9, 10 et 11 illustrent un troisième mode de réalisation de l'invention. Dans ce mode de mise en oeuvre, on utilise un mouvement de rotation du tube plongeur par rapport à la tarière pour commander les moyens moteurs de l'ergot mobile. Au niveau de la tête de mise en rotation de la tarière 30, on prévoit un moteur supplémentaire 140 qui permet de provoquer un mouvement de rotation du tube plongeur 100 par apport à l'âme 32 de la tarière. Plus précisément, cette possibilité de rotation est limitée par deux butées 142 et 144 ménagées à l'extrémité supérieure de l'âme 32 de la tarière et par une extension 146 solidaire de la face externe de l'extrémité supérieure 100a du tube plongeur. Par rotation autour de son axe longitudinal, le tube plongeur 100 peut être amené dans une première position dans laquelle l'extension 146 est au contact de la butée 142 et une deuxième position dans laquelle l'extension 146 est au contact de la deuxième butée 144.

Comme le montre mieux la figure 9, à proximité de son extrémité inférieure, le tube plongeur 100 comporte une portion en creux 150 par rapport à sa paroi extérieure 100b est visible également sur les figures 11A et 11B. Cette portion d'évidement 150 constitue une came rotative autour de l'axe longitudinal X, X' du tube plongeur et de l'âme 32 de la tarière. Au niveau de l'ergot mobile 42 sont montés deux poussoirs 152 et 154 mobiles en translation dans des perçages 156 et 158 ménagés dans l'âme 32 de la tarière. Les premières extrémités des poussoirs sont au contact de la face externe du tube plongeur 100 alors que leurs deuxièmes extrémités sont au contact de la partie de commande de l'ergot mobile 42 de part et d'autre de son axe de pivotement 44.

Dans la première position angulaire du tube plongeur 100, le poussoir 152 est au contact de la paroi externe 100b du tube plongeur alors que le poussoir 154 est au contact de l'évidement 150, ce qui amène l'ergot mobile 42 en position sortie (figure 11A). En revanche, pour la deuxième position angulaire, c'est le premier poussoir 152 qui au contact 2889241 12 de l'évidement 150, alors que le deuxième poussoir 154 est au contact de la paroi externe 100b du tube plongeur 100. On obtient ainsi le maintien de l'ergot 42 dans sa position rentrée.

En se référant maintenant aux figures 12 et 13, on va décrire une variante du deuxième mode de réalisation de l'invention.

Pour commander les moyens moteurs de l'ergot mobile 42 on utilise le mouvement de translation verticale du tube plongeur 100 par rapport à l'âme de la tarière 32. L'organe de commande est essentiellement constitué par une bague en partie dentée 160 qui entoure le tube plongeur 100 et qui est libre en rotation par rapport à celui-ci mais immobilisé en translation verticale par rapport au tube plongeur. La bague 160 est solidaire d'un doigt de commande 162 qui pénètre dans une fente hélicoïdale 164 ménagée dans la portion correspondante du tube plongeur et qui constitue une came. En réalité, pour tenir compte de la longueur de la course relative du tube plongeur par rapport à l'âme de la tarière, la fente hélicoïdale ménagée dans le tube plongeur est précédée par une fente verticale qui est donc sans effet sur la bague. La portion dentée de la bague rotative 162 coopère avec une portion de commande 42a de l'ergot mobile 42 qui est également dentée. L'engrènement entre la partie dentée de la bague 162 et la partie de commande 42a de l'ergot 42 se fait par l'intermédiaire d'une fente 166 ménagée dans la partie inférieure de l'âmecreuse 32 de la tarière.

On comprend que lorsque l'on déplace le tube plongeur 100 selon la direction verticale par rapport à l'âme de la tarière, la fente hélicoïdale 164 qui joue le rôle de came provoque la rotation dans un sens ou dans l'autre du doigt de commande 162 et donc la rotation de la bague partiellement dentée 162. La rotation de cette bague entraîne elle- même la rotation de l'ergot mobile 42 autour de son axe 44 pour l'amener soit en position rentrée comme cela est représenté sur la figure 13A, soit en position sortie comme cela est représenté sur la figure 13B.

Comme dans le premier mode de mise en oeuvre, on peut monter sur l'axe 44 de pivotement de l'ergot 42 un capteur de rotation constitué par un capteur de rotation. Le signal délivré par ce capteur et transmis à l'ensemble de commande de la tarière permet de s'assurer que l'ergot 42 occupe effectivement la position souhaitée.

2889241 13 Cependant, dans ces deux modes de mise en oeuvre, on utilisera plutôt les déplacements relatifs (rotation ou translation) du tube plongeur par rapport à l'âme de la tarière pour détecter que l'ergot 42 a bien été amené en position sortie. En effet, ces mouvements peuvent aisément être détectés à l'extrémité supérieure de la tarière.

En se référant maintenant aux figures 14A et 14B on va décrire un quatrième mode de mise en oeuvre de l'invention. Il correspond au cas où la tarière 30 n'est pas équipée d'un tube plongeur. L'injection de coulis ou de béton dans le forage est alors réalisée en alimentant l'âme creuse 32 de la tarière avec ce produit.

Selon ce mode de réalisation, l'extrémité inférieure de la tarière est équipée d'une pièce mobile 170 constituée par une portion de tube 172 obturée à son extrémité inférieure par un fond 174 de forme conique qui forme la pointe de la tarière. La portion de tube 172 est libre en translation dans l'âme creuse de la tarière et munie d'orifices 176 pour la sortie du coulis ou du béton. De plus, lorsque la pièce mobile 170 est en position rentrée dans la tarière la pièce mobile est solidaire en rotation de celle-ci par des crabots 178 et des encoches 180 ménagées dans le bord inférieur de l'âme 32 de la tarière.

Lors du mouvement de descente de la tarière qui correspond au creusement du forage, la pièce mobile 170 est maintenue rentrée dans l'âme de la tarière (figure 14A). En revanche, lorsqu'on remonte la tarière et qu'on injecte un coulis ou un béton dans l'âme creuse de celle-ci la pression du matériau sur la pièce mobile 170 ainsi que l'action du sol environnant provoque un mouvement relatif de translation de la pièce mobile 170 par rapport à l'âme de la tarière, l'amplitude de ce mouvement relatif est limitée par exemple, par des butées (non représentées sur les figures). C'est ce qui est représenté sur la figure 14B.

Ce résultat peut également être obtenu en interposant un ressort entre l'âme de la tarière et la pièce mobile. Lors du mouvement de descente de la tarière, le ressort est comprimé. Lorsqu'on amorce le mouvement de remontée, le ressort se détend et provoque la sortie de la pièce mobile.

Ce mouvement relatif de translation sert à commander le 35 pivotement de l'ergot 42 par des moyens moteurs représentés symboliquement par la référence 180.

2889241 14 Les moyens moteurs peuvent être du type illustré par les figures 6 à 8 (hydraulique) ou du type illustré par les figures 12 et 13 (mécanique), la portion de tube 172 de la pièce mobile remplaçant le tube plongeur.

La figure 15 illustre un cinquième mode de mise en oeuvre de l'invention.

Selon ce mode de mise en oeuvre, la tarière 30 est équipée d'une pièce mobile 170 montée coulissante dans l'âme creuse 32 de la tarière. La différence avec le quatrième mode de réalisation consiste dans le fait que la face externe de la portion du tube 172 et l'extrémité inférieure de la face interne de l'âme creuse 32 de la tarière comportent des reliefs conjugués 182 capables de convertir le mouvement relatif de translation de la pièce mobile 170 par rapport à l'âme de la tarière, lors de la remontée de celle-ci, en un mouvement de rotation.

Les moyens moteurs symbolisés par la référence 184 peuvent alors être du type représenté sur les figures 9 et 11, la portion de tube 172 remplaçant le tube plongeur.

Claims (12)

REVENDICATIONS

1. Tarière comprenant: - une âme ayant une extrémité inférieure, -au moins une pale faisant saillie hors de l'âme en forme d'hélice, ladite pale comportant un bord d'attaque inférieur proche de l'extrémité inférieure de l'âme et un bord périphérique, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre: - un ergot, ayant une extrémité de coupe, monté pivotant autour d'un axe sensiblement parallèle à ladite âme et des moyens moteurs pour amener ledit ergot d'une première position dans laquelle ladite extrémité de coupe est disposée à l'intérieur du cylindre défini par le bord périphérique de ladite pale et une deuxième position dans laquelle ladite extrémité de coupe fait saillie hors dudit cylindre.

2. Tarière selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre des moyens pour détecter le passage effectif de ladite extrémité de coupe de l'ergot de sa première à sa deuxième position.

3. Tarière selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre des moyens définissant un volume protégé, lesdits moyens étant disposés en dessous de ladite pale à proximité dudit bord d'attaque et adjacents à une partie de la surface externe de l'âme, les moyens définissant un volume protégé comprennent une paroi inférieure sensiblement orthogonale à l'âme et raccordée à une extrémité à la face inférieure de la pale et une paroi latérale dont les génératrices sont parallèles à ladite âme et qui relie la face inférieure de la pale à ladite paroi inférieure.

4. Tarière selon l'une quelconque des revendications 1 et 3, caractérisée en ce que lesdits moyens moteurs sont hydrauliques, et montés sur la tarière à proximité de l'ergot et en ce que les moyens moteurs hydrauliques sont alimentés en fluide sous pression depuis la surface.

5. Tarière selon les revendications 2 et 4, caractérisée en ce que les moyens de détection sont électriques et en ce que les câbles électriques et la conduite hydraulique d'alimentation des moyens moteurs sont fixés sur la face inférieure de ladite pale.

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6. Tarière selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que son âme est creuse, en ce qu'elle comprend en outre un tube plongeur mobile en translation dans l'âme de la tarière, et en ce que lesdits moyens moteurs sont commandés par le déplacement relatif en translation du tube plongeur par rapport à l'âme de la tarière.

7. Tarière selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que son âme est creuse, en ce qu'elle comprend en outre un tube plongeur mobile en rotation autour de son axe longitudinal par rapport à l'âme de la tarière, et en ce que les moyens moteurs sont commandés par le mouvement relatif de rotation du tube plongeur par rapport à l'âme de la tarière.

8. Tarière selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que son âme est creuse, en ce qu'elle comprend en outre à son extrémité inférieure une pièce mobile constituée par une portion de tube montée coulissante en translation dans l'âme de la tarière et un fond obturant l'extrémité inférieure de la portion de tube, et en ce que lesdits moyens moteurs sont commandés par le mouvement relatif de translation de ladite pièce mobile par rapport à l'âme.

9. Tarière selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que son âme est creuse, en ce qu'elle comprend en outre à son extrémité inférieure une pièce mobile constituée par une portion de tube montée mobile en rotation par rapport à l'âme et un fond obturant l'extrémité inférieure de la portion de tube, et en ce que lesdits moyens moteurs sont commandés par le mouvement relatif de rotation de la pièce mobile par rapport à l'âme.

10. Tarière selon l'une quelconque des revendications 6 et 8, caractérisée en ce que les moyens de commande et les moyens moteurs comprennent un piston mobile monté à l'extrémité inférieure de l'âme de la tarière, occupant une première position pour une première position relative du tube plongeur ou de la pièce mobile par rapport à l'âme de la tarière et une deuxième position pour une deuxième position relative du tube plongeur ou de la pièce mobile par rapport à l'âme de la tarière, ledit piston, dans sa première position, alimentant un premier vérin agissant sur l'ergot mobile pour amener celui-ci dans sa première position, et, dans sa deuxième position, alimentant un deuxième vérin agissant sur l'ergot mobile pour amener celui-ci dans sa deuxième position.

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11. Tarière selon l'une quelconque des revendications 6 et 8, caractérisée en ce que les moyens de commande et les moyens moteurs comprennent une bague montée rotative autour du tube plongeur ou de la pièce mobile et immobile en translation par rapport à l'âme de la tarière, ladite bague étant solidaire d'un doigt de commande apte à coopérer avec une fente hélicoïdale ménagée dans le tube plongeur ou ladite pièce mobile par quoi la translation du tube plongeur ou de la pièce mobile est convertie en une rotation de ladite bague, ladite bague comportant au moins une portion dentée apte à coopérer avec une portion dentée de l'ergot mobile.

12. Tarière selon l'une quelconque des revendications 7 et 9, caractérisée en ce que les moyens de commande et les moyens moteurs comprennent une portion en creux réalisée dans la face externe du tube plongeur ou de la pièce mobile sur une partie de sa périphérie et deux poussoirs montés coulissant dans l'âme de la tarière, chaque poussoir ayant une première extrémité au contact de la face externe du tube plongeur ou de la pièce mobile et une deuxième extrémité en contact avec ledit ergot mobile par quoi la rotation relative du tube plongeur ou de la pièce mobile par rapport à l'âme de la tarière provoque des déplacements desdits poussoirs pour commander la rotation de l'ergot mobile dans un sens et dans l'autre.