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PERFECTIONNEMENTS RELATIFS A DES DISPOSITIFS DE PERFORATION POUR LA PERFO-
RATION DES ROCHES.
La présente invention est relative à des dispositifs pour la perforation des roches, pour remploi dans des travaux souterrains ou pour le percement des -tunnels.
Lorsque des trous de mine sont forés dans les roches pour recevoir des charges explosives, on emploie habituellement des fleurets rotatifs et en raison de la pression nécessaire pour faire avancer la tête du fleuret dans le front de la roche, on emploie souvent un dispositif d'avancement en même temps qu'un appui de support ou analogue pour maintenir la pression de forage cet appui étant coincé ou autrement maintenu en compression entre le toit et le mur ou entre les parois près du front de la roche. Lorsqu'un certain nombre de trous de forage sont nécessaires en des points convenablenent espacés du front de la...
roche, comme dans le percement des tunnels il est dif- ficile de faire servir un simple appui en réglant sa- mise en place une seule fois, comme support pour le fleuret et le mécanisme devancement y associer pour forer plus qu'un ou deux trous, et l'appui doit par conséquent être ré- glé en place à.
nouveau plusieurs fois-, ou bien il faut employer des appuis supplémentaires
L'objet principal de la présente invention est de procurer un dispositif de forage qui soit aisément transportable et qui puisse cependant être agencé pour fournir un support pour un ou plusieurs fleurets et le mé- canisme devancement associée pour travailler- en tout point désiré dans une zone appréciable du front de la- rocheo
Suivant l'invention, le dispositif de perforation comprend un mandrin qui est destiné à être fixé dans le front de la roche par un dispo- sitif de fixation convenable à peu près au centre de la zone des forages à faire,
la partie du mandrin faisant saillie normalement sur le front de la roche portant un ou plusieurs bras- radiaux qui peuvent être tournés- dans
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toute position angulaire désirée et y être bloqués par une fiche ou un dispositif de pression agissant contre le toit, la paroi ou le mur du chantier., Les bras radiaux ont des organes de monture montés sur eux pour y mettre les fleurets à roche dans leurs positions de travail et pour main- tenir la pression de perforation.
Ces organes de monture peuvent être ajus- tables le long des bras radiaux de telle manière que les trous puissent être forés à toute distance du mandrin., Le dispositif de fixation sur le mandrin peut être du type à dilatation avec des surfaces d'agrippement qui sont pressées contre les côtés du trou de forage par action de coingage. En va- riante, toutefois, ce dispositif peut comprendre une tête formée avec des filets de vis interrompus, pour enfoncer à petits coups ses propres filets dans un trou foré préalablement dans le front de la roche pour fixer le man- drin.
Un trou de centrage pour le mandrin sera foré dans la roche as- sez profondément pour résister aux tensions de flexion qui peuvent naître en fixant les dispositifs de pression aux bouts des bras radiaux et du fait du poids des fleurets qu'ils doivent-porter. On préfère d'avoir un nombre pair de bras radiaux, par exemple deux, de telle sorte que ceux-ci puissent être mis à peu près en ligne pour contrebalancer l'un par l'autre les tensions de flexion qu'ils produisent sur le mandrin et en même temps pour permettre à deux fleurets au moins de fonctionner simultanément en des côtés opposés de la zone des forages.
Le dispositif peut être agencé de telle manière que ses bras puis- sent être repliés lorsqu'ils ne sont pas employés, de manière à n'occuper que la moitié de la longueur du bâti ou appui habituel. En outre, le mandrin peut être facilement séparé du support des bras, et alors étendu le long de ce der- nier pour former un ensemble facilement transportable.
L'invention est particulièrement convenable comme dispositif à employer dans le percement de tunnels de section transversale à peu près circulaire ou en polygone régulier, bien que le dispositif puisse être employé dans tout autre genre de travaux où il y a une surface portante latérale d'é- tendue appréciable dans le domaine que peuvent atteindre les bras radiaux.
Pour travailler dans une section transversale irrégulière, les bras.radiaux peuvent être rendus extensibles en les construisant en éléments qui peuvent coulisser les uns par rapport aux autres et qui peuvent être bloqués ensem- bleo
Afin de pouvoir mieux comprendre l'invention et plus aisément la mettre en pratique, quelques formes de construction du dispositif de perfo- ration suivant l'invention seront décrites à présent en se reportant aux des- sins ci-annexés, dans lesquels - la figure 1 est une vue latérale d'une forme du dispositif; - la figure 2 est une élévation de celui-ci, vu de la gauche de la figure 1; - la figure 3 est une élévation latérale semblable à la figure l, d'une forme de construction modifiée ;
- la figure 4 est une élévation de bout semblable à la figure 2, d'une troisième forme de construction, tandis que - la figure 5 est une élévation latérale en partie en coupe, montrant en détail le mécanisme d'extension des bras radiaux, et - la figure 6 est une élévation-latérale, en partie en coupe, du mécanisme d'avancement à main du fleuret
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En se reportant d'abord aux figures 1 et 2, le mandrin central 1 est une forte barre destinée à être fixée dans le front de la roche 2 par un dispositif de fixation comprenant un collet fendu 3 à paroi intérieure 4 allant en s'évasant avec laquelle coopère un coin 5 qui peut être tiré vers l'arrière pour dilater le collet 3 par Inaction d'un prolongement fileté 6 du coin 5.
Le prolongement 6 est vissé dans une paroi 7 à l'intérieur du mandrin 1 et¯peut être tiré vers l'arrière en faisant tourner la tête 8 à son bout extérieur extrême,et ainsi le eoin 5 est tiré vers l'arrière pour dilater le collet 3. Le trou de centrage 9 pour le mandrin est foré dans le front de la roche 2, assez profondément pour fournir une prise ferme et puissante, ce qui est obtenu en prévoyant des surfaces d'agrippement 10 sur l'extérieur du collet 3, et, de cette manière, le mandrin est fermement fixé à la face 2 de la rocheo
Dans la forme montrée aux figures 1 et 2, il y a deux bras ra- diaux 11,
12 qui sont supportés de manière démontable sur une surface cylindri- que 13 formée vers l'arrière du mandrin et maintenue en place par le collier arrière 14 qui peut être enlevé pour dégager les bras radiaux 11, 12 en en- levant une brocha ou un boulon 15. Les bras 11, 12,par conséquent, peuvent être tournés en toute position angulaire sur la surface portante 13, et, sur la figure 2, le bras 12 est montré placé verticalement avec les saillants 16 de- son pied s'engageant dans le mur 17 du chantier du tunnelo Le bras 11 par contre est tourné en une position inclinée de telle sorte que des sail- lants 18 de son pied pénètrent dans le toit 19 du chantier du tunnelo Les saillants des pieds 16 et 18 sont pressés dans la paroi rocheuse en éten- dant les bras 11, 12.
Pour rendre ceci possible, les bras comprennent chacun deux parties à compénétration télescopique,- une partie intérieure 20 formée avec des dents de crémaillère 21, et une partie tubulaire 22 extérieure 1-'en- tourant. Cette dernière a des paliers pour un pignon 23 (figure 5) qui coopè- re avec les dents 21 et peut être mis en rotation dans l'un et l'autre sens par une poignée 24. De cette manière, les parties extérieures 22 des bras sont poussées vers l'extérieur jusqu'à ce que les saillants 16, 18 pénètrent dans la paroi de roche, et alors le pignon 23 est bloqué dans la position d'ajustement par un cliquet de blocage 21a orienté en faisant tourner un le- vier supplémentaire en forme de doigt 24a pour le mettre en prise avec un pignon 23a fixé à la broche du pignon 23.
Le cliquet 21a est retenu dans sa position de blocage au moyen d'un verrou 23b sollicité par un ressort, sem- blable à un verrou 46 montré à la figure 6 et dont il sera question plus loino
On remarquera aussi que chaque bras 11, 12 est monté à pivotement sur son noyeu central en sorte qu'il puisse être tourné vers ou détourné du front '2 de la rocheDans ce but, le bout intérieur de la partie 20 de chaque bras est réalisé en fourche en 25 pour embrasser le prolongement 26 et est re- lié à ce dernier par une broche pivot 27. Sur la figure 1, les deux bras 11 et 12 sont montrés placés perpendiculairement à 1-'axe du mandrin 1 mais il est clair que si cela convenait ils pourraient être amenés à basculer, dans un domaine angulaire limitée vers ou en s'écartant du front 2 de la roche.
Les montures des fleurets sont portées de manière réglable sur les parties extérieures 22 des bras 11 et 12 et, en fait, sont fixées à ces parties par des bandes 28 qui peuvent être fixées aux parties 22 ou rapide- ment dégagées par les poignées 29 fixées aux vis d'avancement rapide 300 Les montures des fleurets elles-mêmes sont reliées par des joints universels 31 aux saillants en fourche 32 s'étendant vers 1-'arrière à partir des bandes de serrage 28, et chacune comprend une barre à crémaillère 33 avec des dents 34 sur son bord supérieur, comme on le voit le mieux sur la figure 60 Le car- ter 35 de la perforatrice a des pattes ou oeillets 36 s'étendant vers le haut, au moyen desquels il est suspendu de manière à pouvoir tourner à la barre à crémaillère 33,
mais peut être avancé le long de la barre à crémaillère pour faire avancer le fleuret 37 dans la face 2 de la rocheo Le carter 35 contient un petit moteur électrique pour faire tourner le fleuret 37 et qui est alimenté
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par un câble 38. Le moteur entraîne également, par l'intermédiaire d'une boite de transmission, un pignon 39 coopérant avec les dents de crémail- 1ère 34, et permettant ainsi l'avancement au moteur du fleuret 37.
Pour des fleurets légers, toutefois, 1'avancement à la main est suffisant, de sorte qu'au lieu de l'avancement au moteur 39, un avancement à la main monté en détail à la figure 6 peut être prévuo Un pignon 40 monté dans un carter ou enveloppe 41 venant jusqu'à l'arrière du carter de perforatrice 35, coopè- re avec les dents 34 de crémaillère et peut être mis en rotation en un des sens en vue de faire avancer le fleuret, au moyen d'une poignée basculante 42 qui entraîne le pignon 40 dans l'un des sens par l'intermédiaire d'une commande à cliquet non montrée sur le dessin mais contenue dans le moyen 43 de la poignée 42.
En vue d'être en mesure de bloquer le pignon 40 en toute position donnée, un levier en forme de doigt 44 semblable aux leviers 24a est prévu de manière à permettre à un cliquet de blocage 45 d'être amené en coopération, avec le pignon 40, et d'être- retenu par un verrou 46 actionné par un ressort ou d'être maintenu dégagé du pignon 40 pendant qu'on agit sur la poignée 420
Par conséquent après fixation du mandrin 1, assemblage et fixation des bras 11, 12 et réglage des bandes de serrage 28 pour la position désirée, le moteur du fleuret peut être mis en circuit et la perforation réalisée avec avance au moteur ou par la manoeuvre de la poignée 42 et, évidemment,
la pres- sion du fleuret 37 est reprise par l'enveloppe 35 et la barre de crémaillère 33 et réportée sur le bras 11 ou 12 et de là au mandrin 1 et au collet de fixation ou d'ancrage 30
On observera que, sur les figures 1 et 2, les ensembles perfora- teurs sont des deux côtés des bras 11, 12 opposés au front de la roche 2 de telle sorte que ces bras sont relativement près du front de la roche et, en conséquence, le carter de perforatrice exerce une traction sur les bras 11,12. Sur la figure 3 au contraire, les fleurets sont du même côté des bras 11, 12 que le front de la roche 2 de telle sorte que les bras sont re- lativement écartés du front de la roche. Ceci permet aux fleurets 37 et à leurs carters 35 d'être portés par le front de la roche par des broches im- mobiles 47 pressées dans le front de la roche.
Ces broches sont montées de manière à pouvoir coulisser dans les barres à crémaillères 33 et sont pous- sées dans le front de la roche par des ressorts de compression à boudin 48 entourant les broches 47. Pour régler en place les fleurets, les barres à crémaillère 33 sont montées à coulissement dans des bosages 49 prévus sur les bandes de serrage et peuvent être conduites vers Pavant pour faire que les broches 47 mordent dans le front de la roche 2, au moyen de dispositifs 50 actionnés à la main, de construction semblable celle des pignons de dila- tation 23.
Sous d'autres rapports, les montures des pièces et de leurs gar- nitures sont exactement comme sur les figures 1 et 2 et des signes de réfé- rence correspondants y ont été appliqués. la figure 4 montre une troisième forme de réalisation qui, par tous les points importants, est semblable à celle qui est montrée à la fi- gure 3. La seule différence importante est que les deux bras 11, 12 ne tour- nent pas indépendamment l'un de l'autre mais rayonnent à partir d'un seul bossage ou moyeu central 51 qui,comporte, venus d'une même pièce, deux blocs 52, 53 dans lesquels sont fixées les parties intérieures 20 des bras 11, 12.
Ainsi, les deux bras peuvent tourner autour d'un palier ou support cylin- drique tel que le palier 13 du mandrin 1 montré à la figure 3. Le procédé d'ancrage du mandrin, la manière de soutenir les fleurets et de les ajuster, et le procédé pour étendre les bras 11, 12 sont exactement les mêmes que sur la figure 3, et les mêmes signes de référence y ont été appliqués.
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