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L'invention concerne un outil rotatif pour le creusement de puits dans le sol, comportant des pales articulées agencées à son extrémité inférieure et qui sont ouvertes pour creuser le sol sur un diamètre relativement grande tandis qu'elles sont fermées pour retenir les débris de forage et permettre leur enlèvement des puits en cours d'exécution.
On comprendra que pour qua l'outil puisse efficacement creuser le sol et agir comme tarière, les pales ouvertes doivent avoir un angle d'attaque suffisant, chaque pale occupant alors une position telle que le corps de la pale se rapproche de l'axe de l'outil, depuis son bord d'attaque, c'est-à-dire le bord avant par rapport au sens de rotation de. l'outil. La disposition doit en même temps être telle que dans la position de travail une large entrée des terres dans le sens radial soit ménagée entre les pales successives. Les pales agis-* sent comme un grappin lorsqu'on les referme.
Ces conditions peuvent être satisfaites, dans une certaine mesure, par des pales ayant la forme générale d'une surface gauche, mais cette forme ne permet pas une fermeture complète du grappin, puisqu'il subsiste toujours des ouvertures entre les pales voisines. La construction de palos ayant une telle forme spéciale est d'ailleurs compliquée et coûteuse. De plus, un outil pourvu de pales de ce genre ne permet pas un enlèvement parfait des débris de forage et n'est pratiquement pas utilisable pour le travail en terrains meubles ou aquifères.
Un but de l'invention est d'établir un outil qui satisfait parfaitement aux susdites conditions, tout en permettant une fermeture complète des pales. Un autre but de l'invention est d'ob-' tenir ce résultat en utilisant des pales de forme régulière et donc de fabrication simple et relativement économique.
A cet effet, l'invention prévoit que les palos sont articulées chacune au corps de l'outil à l'aide d'une charnière qui est au moins approximativement perpendiculaire à un plan radial situé
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dans une zone voisine du bord d'attaque de la pale. La charnière est avantageusement située dans cette zone, de façon à réduire les efforts qui agissent sur la charnière sous l'effet des réactions que subit la pale pendant le forage, mais la charnière peut être agencée en un autre point de la périphérie de la pale, à condition qu'elle soit perpendiculaire au susdit plan radial. Selon l'invention, la pale peut donc avoir une forme régulière,notamment celle d'un secteur d'une surface de révolution de forme ogivale.
Le bord dtattaque est généralement pourvu d'un couteau fai- sant saillie vers l'avant et vers l'extérieur. Selon l'invention, ce couteau est avantageusement établi de façon que sa face intérieure s'étende quelque peu dans le prolongement de la face extérieure de la pale, de façon à s'appliquer contre la face extérieure de la pale voisine lorsque le grappin est fermé. Afin de mieux assurer l'étanchéité, l'invention prévoit qu'un joint élastique peut être monté dans le bord arrière de chaque pale.
D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront de la description d'un exemple d'exécution, qui sera donnée ci-'après avec référence au dessin schématique annexé, dans lequel:
La figure 1 montre une vue partielle en coupe verticale d'un outil selon l'invention.
La figure 2 montre, à plus grande échelle, une vue schématique en plan des pales, prise depuis l'intérieur de l'outil, et
La figure 3 montre une vuo fragmentaire à plus grande échelle des parties contiguës de deux pales voisines.
Le corps de l'outil peut être d'un type quelconque, capable d'effectuer un mouvement de rotation autour do son axe et pourvu de moyens pour commander l'ouverture et la fermeture des pales.
Dans l'exemple illustré, 1 désigne le corps de l'outil, auquel un mouvement de rotation peut être imprimé par une tige 2, par
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exemple creuse, qui s'étend vers le haut et peut être mise en rotation d'une façon appropriée quelconque. les mouvements d'ouverture et de fermeture des pales peuvent être commandés par des moyens appropriés quelconques, par exemple à l'intervention d'un organe mobile axialement 3 qui coulisse dans une cloison 4 du corps 1 et qui commande les pales par un mécanisme qui sera décrit ciaprès. Lesdits moyens peuvent, par exemple, être constitués par un mouflage logé dans le corps 1 et dont l'équipage mobile, qui porte les poulies mobiles du mouflage, est solidaire de l'organe 3.
Le câble 5 du mouflage s'étend vers le haut à travers la tige 2, tandis que son autre extrémité est fixée au corps 1.
Le corps 1 se termine par une manchette 6, au bord de laquelle les pales 7 sont articulées au moyen de charnières 8. Dans l'exemple illustré, les pales sont au nombre de trois, mais leur nombre peut évidemment varier. De même, leur forme peut être modifiée selon les nécessités particulières du terrain. leur remplacement est aisé parce qu'il suffit d'enlever l'axe de la charnière pour permettre leur remplacement ou bien les pales peuvent être boulonnées aux bras 9.
La figure 1 montre schématiqueemnt la position de travail 7a et la position 7b de pleine ouverture pour la vidange, le tracé en traits mixtes à droite de la figure' représentant les positions correspondantes d'une autre pale que l'on aurait fait tourner pour l'amener dans le plan du dessin.
Chaque pale est prolongée vers le haut par un bras 9 oourbé vers l'intérieur et dont l'extrémité libre est articulée en 10 à une bielle 11. les bielles 11 sont articulées en 12 à des projections 13 d'une pièce 14 qui est réunie à la pièce 3, à l'aide d'une vis 15, de façon qu'elle participe aux mouvements axiaux de la pièce 3, lesquels mouvements produisent donc les mouvements d'ouverture et de fermeture des pales. Lorsqu'on utilise un mouflage tel que mentionné ci-dessus, la descente de la pièce 3 est produite par le
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poids de l'équipage mobile de ce mouflage, la câble 5 étant relâ- ché, tandis que la montée de la pièce 3 pour fermer les pales peut être produite par une traction vers le haut sur ce câble. On pourrait évidemment utiliser tout autre mécanisme de commande des pales.
Comme montré dans la figure 2, la charnière est agencée en un point correspondant à un plan radial R situé dans la zone voisine du bord d'attaque de la pale, qui est pourvu d'un couteau saillant 16. La oharnière 8 est perpendiculaire à ce plan R, de sorte que tous les points de la pale se déplaceront parallèlement à ce plan. Dans la position 7a, elle se présentera donc approximativement comme indiqué en traits mixtes (dans la figure 2), la pale se trouvant dais une position générale inclinée vers l'arrière et vers l'axe de l'outil, de façon à donner un angle d'attaque suffisant au couteau 16 et à ménager entre les pales de larges ouvertures A pour l'entrée des terres dans le grappin formé par les pales.
Le plan R doit se trouver dans la zone située vers l'avant par rapport au plan radial médian Rm de la pale et, de préférence, relativement près du bord d'attaque.
La oharnière 8 peut cependant être agencée en un endroit quelconque de la périphérie de la pale, à condition qu'elle soit au moins approximativement perpendiculaire à un plan R tel que défini ci..dessus, ou en d'autres termes, la charnière 8 illustrée pourrait être déplacée vers l'arrière sur le bord de la pale, en restant parallèle à elle-même. Il est toutefois avantageux de l'agencer à proximité du bord d'attaque, afin de réduire les efforts qui agissent sur la charnière sous l'effet des réactions que subit la pale pendant le travail de forage.
Pour favoriser la descente de l'outil dans le sol pendant le forage, des nervures hélicoïdales 17 peuvent être prévues sur la face extérieure des pales. Ces nervures s'étendent sur une certaine distance à partir des couteaux 16 et leur hauteur maximum correspond sensiblement à celle des couteaux.
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On constatera que les pales peuvent avoir une forme très simple, notamment celle de secteurs d'une surface de révolution,
Lorsqu'on retire l'outil en vue de la vidange, les pales sont fortement serrées les unes contre les autres grâce au poids de l'outil, de sorte que le grappin est étanche aux terres. Dans le cas du travail en terres compactes ou cohérentes, il se pourrait que le grappin ne se ferme pas complètement, mais ces terres ne s'échapperaient cependant pas et le grappin prendrait même un volume plus grand que sa capacité normale.
Mais en terrain fluide, il y a avantage à améliorer l'étant* chéité du grappin, bien que sa fermeture sera complète dans ce cas. A cet effet, l'invention prévoit une construction telle qu'illustrée dans la figure 30 Le couteau 16 est soudé à l'extérieur de la pale et présente la manie courbure que celle-ci., Il s'étend quelque peu vers l'avant de la pale, de façon à créer une chicane efficace avec la pale voisine lorsque le grappin est fermé. De plus, une rainure peut être formée dans l'épaisseur du bord postérieur de la pale pour servir de logement à un joint 18 en caoutchouc ou matière analogue. Dans la position de forage, montrée en traits mixtes, le joint 18 ne subira aucune friction contre les terres, parce qu'il se trouve à l'arrière de la pale.
L'invention prévoit également une construction qui évite la présence de tout organe mécanique dans l'espace intérieur délimité par les pales, de façon à éviter tout accrochage des terres et permettre une vidange complète et aisée. A chaque pale est fixé un bras 9 qui s'étend vers le haut et vers l'intérieur. La commande de ce bras se fait par au-dessus, donc à l'extérieur de la pale, de sorte que les organes 11, 13, 15 se meuvent à l'intérieur de la manchette 6, sans pénétrer dans la cavité proprement dite du grappin formé par les pales. Cette manchette constitue en même temps une protection efficace pour losdits organes.
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Il va de soi qua l'invention n'est pas limitée à la forme d'exécution constructive déorite et illustrée, à laquelle diverses modifications peuvent être apportées sans se départir de l'esprit de 11-invention,
Ainsi, par exemple, la charnière 8, au lieu de se trouver dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal de l'outil, c'est-à-dire un plan horizontal comme illustré dans la figure 1, pourrait présenter une certaine inclinaison, généralement faible, notamment en montant vers le bord d'attaque de la pale. La forme de la pale pourrait aussi être variée, son bord d'attaque et son bord arrière pouvant, par exemple, présenter une certaine courbure hors du plan radial correspondant, au lieu de se trouver dans oe plan comme dans l'exemple illustré.
Quant au plan R il pourrait éventuellement correspondre au bord d'attaque de la pale.