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MACHINE POUR L"EXPLOITATION DES PIERRES TENDRES OU AUTRES SUBSTANCES MINERALES SE PRESENTANT EN MASSES COMPACTES DANS LE solo
La présente invention a pour objet une maohine pour l'exploitation des pierres ou de toutes autres substances minérales se présentant en masse compacte dans le sol, la caractéristique essentielle de cette machine consiste en un dispositif travaillant constitué par une série de mèches ou fraises tournantes
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parallèles qui pénètrent dans la pierre de telle façon que les trous percés par les diverses mèches chevauchent les uns sur les autres, I1 en résulte que le dispositif travaillant en question creuse dans la pierre non une série de trous mais une véritable saignée con- tinue ayant la longueur de la partie travaillante.
En réalisant ainsi un nombre approprié de saignées dans la pierre on arrive à séparer les blocs que l'on veut extraire.
Dans une disposition particulièrement avantageuse les mèches comportent chacune une lame sensiblement plate ayant une largeur supérieure à celle de la tige de la mèche, et afin que ces mèches puissent travailler simultanément, elles sont décalées en rotation les unes par rapport aux autres de telle façon que le plan d'une mèche forme un angle de 90 environ avec le plan de la mèche voisine.
Il est indiqué également de faire tourner en sens inverse les mèches voisines, ce qui évite le bourrage. Ce résultat est obtenu de la façon la plus simple en prévoyant, pour entraîner en rotation les tiges des mèches, des engrenages en prise les uns avec les autres.
La machine elle-même comporte essentiel- lement un guidage parallèle au front d'attaque, et le long duquel peut coulisser un dispositif moteur supportant lui-même, de façon à permettre son coulissement perpendiculaire au front d'attaque, un cadre qui porte le boîtier contenant des mèches ou fraises et dans lequel sont montés les organes voulus pour transmettre aux fraises ou mèches le mouvement de rotation pro- venant du dispositif moteur.
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En général ce guidage est constitué par des tiges tubulaires faisant partie d'un échafaudage en tubes métalliques. Ces tiges peuvent se déplacer le long de tubes fixes qui sont perpendiculaires à elles, ces tubes formnt des colonnes verticales ou au con- traire des éléments horizontaux suivant le genre de travail demandé à la machine. Les parties fixes de l'échafaudage sont engagées dans le sol ou dans la pierre si le genre de travail le permet. Il est utile notamment de pourvoir les tubes d'un dispositif d'e tension et de raccourcissement qui permet néanmoins le coulissement sur toute leur longueur des supports ex- trêmes de la tige tubulaire de guidage.
Le dispositif moteur est de préférence protégé par un carter qui contient le moteur proprement dit et un,changement de vitesse, la dernière roue de ce changement de vitesse permettant d'assurer la rota- tion d'un arbre qui est porté par le cadre et qui com- mande le mouvement des mèches, tout en pouvant coulisser par rapport au dispositif moteur avec le cadre luie même. meme
Les diverses parties de la machine ont reçu les dimensions voulues pour ne pas gêner le travail.
0'est ainsi que l'encombrement du boîtier en hauteur et en largeur doit être tel qu'il pénètre librement dans la saignée pratiquée par les fraises ou mèches. De même la hauteur totale du dispositif moteur et des or-- ganes qu'il supporte, sera telle que les mèches puis- sent travailler immédiatement au-dessous du plafond, au ras du sol et dans la prolongement des galeries sans dispositifs spéciaux à cet effet.
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Diverses autres caractéristiques d'une machine conforme à la présente invention ressortiront de la description ci-après relative à un mode d'exécution choisi à titre d'exemple, et accompagnée des dessins annexés, dans lesquels : la fig.l est une vue schématique en élévation et à grande échelle du dispositif travaillant, la fig.2 est une vue en plan montrant le forage des trous par les diverses mèches, la fig.3 est une vue schématique en perspective de la partie principale de la machine, la fig.4 est une vue en plan du cadre porteboîtier et du carter placé en-dessous, la fig.5 est une élévation, partie en coupe, du dispositif moteur, la fig. 6 est une vue schématique en bout de la saignée creusée dans la pierre, les figs.
7 et 8 sont deux vues respectivement en coupe élévation longitudinale et en coupe transver- sale de l'extrémité d'une des colonnes tubulaires de l'échafaudage, la fig.9 est une vue schématique en plan montrant le dispositif employé pour l'évacuation de la poussière de pierre créée lors d'une saignée précédente et les figs. 10 et 11 représentent en élévation des variantes des mèches ou fraises.
Le dispositif travaillant de la machine comprend (figs.l et 2) une série de mèches 17,17' dont les tiges parallèles 16, 16' sont susceptibles de tourner, grâce à des roulements à billes, dans une entretoise
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14 faisant fonction de bâtiou cadre. Chacune de ces tiges est solidaire d'un engrenage 15,15' et les en- grenages de deux tiges voisines sont en prise l'un avec l'autre en sorte que les deux tiges tournent en sens inverse quand les engrenages sont mis en rotation par un renvoi approprié non représenté.
Comme on le voit sur les fibres 1 et 2, les mèches 17, 17' sont sensiblement planes et compor- tent un bord d'attaque pour pénétrer dans la pierre.
Chacune de ces mèches, ayant approximativement la forme d'un fer de lance, est plus large que la tige 16,16' correspondante. Pour que les mèches puissent travailler ensemble il faut qu'elles soient décalées d'un certain angle en rotation. On voit sur les figures 1 et 2, que quand les mèches 17 sont sensiblement parallèles au plan de la figure, les mèches 17' sont sensiblement perpendiculaires à ce plan,
Dans ces conditions, si l'on donne à l'entretoise-cadre 14 un mouvement d'avancement de vitesse approprié dans le sens de la flèche F, chaque mèche forera un trou dans la pierre et ces trous chevaucheront largement en sorte que' l'on aura non une série de trous plus ou moins juxtaposés, mais, une véritable saignée, ainsi qu'on le voit sur la fig.2.
]DU fait de la rotation des mèches en sens inverse, ces mèches se nettoient réciproquement et on évite tout bourrage.
La machine qui utilise ce dispositif travaillant comprend (fig.3) deux tiges tubulaires de guidage 1,1' dont les extrémités sont montées de façon à pouvoir coulisser sur les tubes métalliques 2 appartenant à un échafaudage de tubes semblables conve- nablement entretoisés. Dans le cas présent les tiges
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tubulaires de guidage sont horizontales. Il est évi- dent que, si on les faisait glisser sur des tubes horizontaux, elles pourraient être également verticales. En tout cas 1'échafaudage est agencé d'une manière appropriée pour que les axes des tiges tubulaires de guidage 1,1' soient parallèles au front d'attaque et dans un plan perpendiculaire à celuici.
Il est clair que l'on peut employer tous systè- mes d'encliquetage appropriés pour déplacer les tiges 1,1' parallèle cent à elles-mêmes et pour les fixer à une altitude déterminée. On n'insistera pas sur la manière dont il convient de fixer l'échafaudage, qui est convenablement entretoisé, par rapport au front d'attaque. Ses colonnes, telles que 2 peuvent être fixées dans le sol et certains de ses tubes horizontaux peuvent se fixer dans la pierre.
Les tiges tubulaires 1,1' traversent les oreilles 3,3' d'un carter 4 qui est le carter du dispositif moteur. Le carter contient dans sa partis postérieure le moteur proprement dit (non représenté) qui peut être, par exemple, un moteur électrique et dans sa partie antérieure, un changement de vitesse 5, déterminant la rotation d'un certain nombre de roues dentées dont la dernière 6 (fig.5) est placée dans un appendice 7 faisant saillie en-dessus du carter 4.
Dans l'appendice 7 pénètre l'arbre .allongé 8 de section angulaire, par exemple octogonale, qui traverse une perforation de forme correspondante ménagée dans la roue dentée 6. Il est clair que si la roue dentée 6 tourne, elle fera tourner l'arbre 8 ; cependant l'arbre 8 pourra coulisser dans la roue dentée 6.
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L'arbre 8 est monté dans un cadre formé de deux tiges 11,12 présentant à une extrémité un bloc
13 formant palier pour l'arbre et fixées, par l'au- tre extrémité, au boîtier 14 dans lequel sont montées les tiges des fraises ou mèches. Les tiges 11 et 12 sont guidées par des fuseaux 9 montés sur le carter
4, L'arbre octogonal 8 se prolonge dans le boîtier par une partie cylindrique déterminant, par le moyen d'engrenages 15,15t... la rotation des tiges 16'.. des mèches ou fraises 17,17'.
Pour produire le déplacement du cadre en cours de travail et l'avancement du boîtier dans la saignée qu'il creuse, on peut employer tout sys- tème approprié. Ici (figs. 3 et 4) on a montré sché- matiquement une crémaillère 18 sur la tige 12, et une roue dentée 19 actionnée par une manivelle 21 pour produire les déplacements de cette crémaillère.
Il est clair d'ailleurs que l'on pourrait employer tout autre système, avec ou sans encliquetages pour empêcher le retour en arrière. Il est clair également que l'on pourrait employer un système approprié quel.... conque pour déplacer le carter 4 le long des tiges tubulaires 1,1', 'Le travail produit par un boîtier à quatre fraises se présentera de face par exemple comme il est figuré à la figure 6, les perforations circulai.- res forées par chaque fraise empiétant suffisamment les unes sur les autres pour qu'il existe une large saignée. Pour continuer'cette saignée il suffira de déplacer transversalement d'une quantité appropriée
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le carter 4 le long des tiges tubulaires horizontales 1,1' et de recommencer le travail.
Il est clair que, pour que le travail puisse s'exécuter, ce boîtier ne doit pas rencontrer de.'résistance à son passage dans la saignée, c'est-à-dire (si l'on admet que sur la fig.4 la section de ce boîtier est représentée en pointillé) la hauteur et la largeur doivent être inférieures à la hauteur et à la largeur minimum de la saignée. Si l'on veut également travailler au voisinage immédiatdu plafond ou au ras du sol, ou dans le prolongement des galeries, il sera indispensable que les pièces qui font saillie sur le dessus du carter 4 (fuseaux 9, appendice 7) ne dépassent pas en hauteur le boîtier 14.
Si on le désire on peut adopter une commande unique pour provoquer, par une seule manoeuvre, le déplacement du bloc moteur sur les tiges de guidage parallèles, et l'avance du cadre et du boîtier dans la masse.
Pour permettre d'utiliser commodément 1' échafaudage chacune des colonnes tubulaires, telles que 2, sera avantageusement munie, près de son extrémité inférieure, d'un dispositif d'extension et de raccourcissement. Cependant ce dispositif d'extension et de raccourcissement doit être tel qu'un organe quelconque puisse coulisser jusqu'au bout de la colonne c'est-à-dire que celle-ci conserve dans l'ensemble sa forme cylindrique.
On peut y parvenir en adoptant la disposition représen- tée sur les figs. 7 et 8. le tube est divisé radialement en une série de segments alternant régulièrement 2,23', 23" d'une part et 24=, 24',24" d'autre parte Les segments 23, 23', 23" forment la partie inférieure du tube et constituent les indentations où pénètrent les segments
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24, 24', 24" solidaires de la partie supérieure du tube et d'un écrou 25 en prise avec une tige filetée 26 solidaire de la pointe 27 que l'on peut ficher dans le sol et qui offre un trou 28 permettant d'agir au moyen d'un outil. Il est clair que si l'on fait tourner la pointe 27, on fera tourner la tige filetée 26.
L'écrou 25 se déplacera le long de cette tige, sans tourner puisque les segnents 24,24',24" sont guidés par les segments 23, 23',23". Le tube s'allongera donc en conservant néanmoins sur toute sa longueur la forme cylindrique qui permet le coulissement par exemple des supports de la tige tu- bulaire 1, ce coulissement pouvant se faire jusqu'à 1' extrémité du tubeo
Au cours du travail des fraises pour le creusement des saignées, il se forme une quantité considérable de poudre de poussière de pierre; cette poussière risque de bourrer les outils, il y a donc intérêt à l'évacuer aussi rapidement que possible au furet-à-mesure que la saignée progresse.
On peut employer à cet effet, (fig.9) un bâti très plat comportant deux poulies 3I,32 et une chaîne sans fin 33 pourvue de palettes 34. On a admis sur la fig.9 qu'à une passe précédente le boîtier à fraises 14 a effectué une saignée jusqu'à la profondeur P, et que l'on est en train d' effectuer la saignée voisine. On introduira jusqu'en P le bâti ci-dessus indiqué et l'on fera tourner la manivelle 36; dans ces conditions on fera sortir une très grande quantité de poussière de pierre.
Il peut êtr- avantageux d'employer, au lieu des fraises de la forme qui est représentée sur les fiai 1,4 et 9, des fraises plus dégagées de la forme
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représentée en fig.10, qui se prêtent beaucoup moins au bourrage. Ces fraises sont destinées, comme celles des figs.l et 2, à tourner de telle façon que les sens de rotation de deux fraises voisines soient inverses, les plans des deux fraises étant décalés de 90 ,
Mais on peut aussi, comme on l'a montré sur la fig.ll, employer des fraises d'une forme telle que les fraises tournent toutes dans le même sens. Sur cette figure les parties taillantes ont été figurées en un trait plus fort.
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REVENDICATIONS /2--f ±µàSa+oe' " Ayant ainsi décrit notre invention et " nous réservant d'y apporter tous perfectionnements " ou modifications qui nous paraitfaient nécessaires, " nous revendiquons comme notre propriété exclusive " et privative? ! t
1 - Machine pour l'exploitation des subs- tances minérales se présentant en masse compacte dans le sol, caractérisée par un dispositif travaillant composé d'une série de mèches tournantes parallèles agencées de telle façon que les trous creusés par les diverses mèches chevauchent les uns sur les autres, les mèches pratiquant ainsi une saignée dans la pierre.