FR2589193A1 - Dispositif pour le creusement d'ouvrages dans les roches dures - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE LES ENGINS UTILISES POUR LE CREUSEMENT DU SOL. LE DISPOSITIF FAISANT L'OBJET DE L'INVENTION EST CARACTERISE EN CE QUE CHAQUE AMORTISSEUR DU DISPOSITIF COMPREND UNE CHAMBRE DE FORCE 13 REMPLIE D'UN FLUIDE COMPRESSIBLE SOUS PRESSION, UNE TIGE 12 DONT UN BOUT S'ENGAGE DANS LADITE CHAMBRE DE FORCE 13 ET DONT L'AUTRE BOUT COOPERE AVEC L'ELEMENT D'APPUI 7, UNE PREMIERE ET UNE SECONDE CHAMBRE D'AMORTISSEMENT REMPLIES D'UN FLUIDE INCOMPRESSIBLE ET MISES EN COMMUNICATION ENTRE ELLES PAR L'INTERMEDIAIRE D'UN ETRANGLEUR, LA TIGE 12 COMPORTANT AU MOINS UNE SAILLIE EN FORME DE PISTON AGISSANT SUR LE FLUIDE INCOMPRESSIBLE EN LE FORCANT A PASSER A TRAVERS LEDIT ETRANGLEUR ENTRE LA PREMIERE ET LA SECONDE CHAMBRE D'AMORTISSEMENT LORS DU DEPLACEMENT DE LA TIGE 12. L'INVENTION PEUT ETRE UTILISEE NOTAMMENT DANS L'INDUSTRIE MINIERE.

Description

La présente invention concerne les engins de creusement à organe d'attaque

du type bras à action sélective, et a notamment pour objet un dispositif

pour le creusement d'ouvrages dans les roches dures.

L'invention est d'une efficacité maximale quand elle est appliquée dans l'industrie minière, par exemple pour le creusement d'ouvrages dans les roches dures

avec abattage par percussion.

En outre, l'invention peut être appliquée, dans l'industrie minière et le génie civil, aux engins à organe d'attaque à percussion pour la destruction de gros blocs de roches, la démolition des fondations et des murs de bâtiments, l'ouverture des revêtements routiers en béton, la préparation de l'assise rocheuse des barrages et d'autres ouvrages hydrauliques, etc. On connait un dispositif pour le creusement d'ouvrages dans les roches dures, dit "abatteuse-chargeuse de creusement" (brevet français n0 2 193 138 Cl. Int. E21C 35/06, publié le 15 février 1974), comprenant une plaque de base; un premier chariot monté sur cette plaque; un support en forme d'auge fixé audit premier chariot de façon qu'il soit orientable autour d'un axe vertical; une poutrelle parallèle à l'axe longitudinal de la plaque de base est montée de façon qu'elle puisse osciller sur le support en auge autour d'un axe horizontal et tourner autour de son propre axe horizontal; une plate-forme montée sur la poutrelle de façon qu'elle puisse tourner autour d'un axe horizontal situé sur le bout extérieur de la poutrelle ou juxtaposé à celle-ci; un second chariot recevant l'organe d'attaque et monté de façon qu'il puisse coulisser par rapport à la plate-forme. Le premier chariot peut être déplacé sur la plaque de base dans la direction longitudinale à l'aide de

vérins hydrauliques à double effet.

-%

Le support en auge est orientable autour d'un axe ver-

tical par rapport au premier chariot sur lequel il est fixé, l'orientation s'effectuant à l'aide de vérins hydrauliques

à double effet.

La poutrelle située sur le support en auge peut oscil- ler autour d'un axe horizontal en montée et en descente, sous l'action de sa propre paire de vérins hydrauliques à double effet. En outre, elle est mobile en rotation autour de son

propre axe longitudinal à l'aide d'un mécanisme hydraulique.

La plate-forme,qui est montée sur la partie avant de la iO poutrelle, peut tourner par rapport à cette poutrelle sous

l'action des vérins à double effet correspondants.

Le second chariot, qui est monté sur ladite plate-

forme et reçoit l'organe d'attaque, peut coulisser le long de l'axe longitudinal de la plate-forme sous l'action d'un

vérin hydraulique à double effet.

Tous les vérins sont alimentés par un circuit hydrau-

lique comprenant un réservoir d'huile, une pompe avec son

moteur, un système de tuyauteries, divers clapets et sou-

papes de commande et de sûreté. Le circuit hydraulique est commandé à la main, à partir du poste de l'opérateur, situé

sur le support en auge.

En mettant en mouvement les éléments énumérés ci-dessus, on approche l'organe d'attaque du rocher jusqu'à application de son outil contre le rocher à l'endroit o celui-ci doit

être abattu. Ensuite, la masse frappante de l'organe d'at-

taque applique un coup à l'outil, lequel transmet l'énergie

du coup au rocher et assure ainsi sa destruction. Après l'a-

battage d'un morceau de rocher, l'organe d'attaque est à nou-

veau mis en position et le coup suivant est appliqué à l'ou-

til. Le rocher abattu est évacué à l'aide d'un racleur et

d'un treuil.

Le dispositif qui vient dêtre décrit est de constitu-

tion assez compliquée, avec un grand nombre de vérins hydrau-

liques et d'éléments articulés. L'organe d'attaque à percus-

sion employé dans ce dispositif requiert une mise en posi-

tion telle que son axe longitudinal et l'axe de l'outil coïncidant avec lui soient dirigés sensiblement suivant une normale à lasurface du rocher du massif à l'endroit o sera appliqué le coup. Quand un morceau de rocher se détache après l'application du coup, le bout de l'outil agissant sur le rocher peut glisser sur la surface du massif, faisant avec l'axe de l'organe d'attaque un angle sensiblement différent

d'un angle droit. Un tel glissement est la cause de l'appa-

rition de fortes sollicitations dynamiques dans tous les élé-

inents du dispositif, limitées seulement par la déformabilité

de ces éléments et pouvant provoquer leur rupture.

La complexité du dispositif et le phénomène précité de glissement de l'outil de l'organe d'attaque abaissent

notablement la fiabilité du dispositif considéré.

La nécessité de positionner chaque fois l'organe d'at-

taque suivant une normale au rocher du massif nécessite des dépenses de temps importantes pour la mise en position de l'organe d'attaque avant chaque coup et, par conséquent,

abaisse considérablement l'efficacité de l'abattage.

On connaît aussi un dispositif pour le creusement d'ou-

vrages dans les roches dures (brevet Etats-Unis n0 4 300 802

C.Int. E21C 29/28, publié le 17.11.81), qui comporte un bâ-

ti mobile pouvant se déplacer sur la sole de l'ouvrage et constituant l'élément de base pour la fixation de tous les autres éléments du dispositif. Ledit bâti porte un bras en

forme de fourche orientable dans le plan horizontal par rap-

port au support sous l'action de deux vérins hydrauliques.

Entre les pieds du bras est monté un châssis pouvant oscil-

ler dans le plan vertical par rapport au bras sous l'action de deux autres vérins hydrauliques. Le châssis a dans ses

parois quatre ouvertures à surfaces de guidage suivant les-

quelles peuvent coulisser des éléments d'appui. Lesdits élé-

ments d'appui ont des alésages dans lesquels sont engagés, avec possibilité de rotation par rapport auxdits éléments

d'appui, des axes sur lesquels est fixé l'organe d'attaque.

L'organe d'attaque est un organe à forte énergie du type "à tir", c'est-àdire un organe d'attaque dont l'outil percutant ne contacte pas le rocher du front de taille dans l'ouvrage à creuser avant l'application d'un coup. Le châssis comporte deux groupes d'amortisseurs, fixés symétriquement par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal de l'organe d'attaque et passant par les centres des axes, de façon que les poussoirs de ces amortisseurs entravent de part et d'autre le glissement

- -- de- chaque-le-mentporteursuivant les surfaces de guidage.

La fonction des amortisseurs est de réduire les ef-

forts transmis par l'organe d'attaque aux autres éléments de dispositif de creusement lors des coups en biais et

des courses à vide de la masse frappante de l'organe d'at-

taque, ainsi que de conserver l'orientation de l'axe lon-

gitudinal de l'organe d'attaque après l'apparition des

phénomènes indiqués. Chaque amortisseur comprend deux cy-

lindres pneumatiques opposés, dont les tiges constituent des poussoirs équipés de pistons engagés dans les alésages,

remplis de gaz comprimé, des cylindres.

Quand l'organe d'attaque est en action, une partie considérable des coups portés par l'outil sur le front de taille sont biaisés, c'est-à-dire que leur direction ne coincide pas avec la normale à la surface du rocher au

point d'impact. Les coups en biais sont toujours accom-

pagnés d'un rebondissement latéral. Lors du rebondissement latéral dans le plan horizontal, l'organe d'attaque tourne

autour de l'axe vertical, sur la paire d'axes correspon-

dants tournant dans les éléments d'appui situés au-dessus et au dessous de l'organe d'attaque. Les éléments d'appui situés de part et d'autre de l'organe d'attaque coulissent alors suivant leurs guidages et agissent sur les poussoirs des amortisseurs. A la fin du rebondissement latéral, quand l'organe d'attaque cesse son mouvement de rotation, les

amortisseurs rappellent l'organe d'attaque en sens inverse.

Le rebondissement latéral dans le plan vertical se déroule de la même manière. Si le rebondissement se produit dans un plan oblique, le rappel est assuré simultanément par deux amortisseurs verticaux et deux amortisseurs horizon- taux.

Quand la masse frappante de l'organe d'attaque effec-

tue une course à vide complète ou partielle, c'est-à-dire

quand l'outil ne rencontre pas le rocher lors de son mou-

vement en avant ou n'a pas eu le temps de dépenser toute son énergie pour détruire le rocher, l'organe d'attaque tend à se déplacer en avant à la suite de sa masse frappante et agit, par ses axes et par les éléments d'appui dans lesquels ils

sont engagés, sur les poussoirs du groupe avant d'amortis-

seurs. Quand l'organe d'attaque cesse son déplacement, les poussoirs des amortisseurs du groupe avant provoquent le

processus inverse et rappellent l'organe d'attaque à sa posi-

tion initiale.

Dans les cas décrits, quand un effort est appliqué au poussoir d'un amortisseur, ce poussoir déplace le piston dans l'alésage du cylindre, en y comprimant davantage le gaz comprimé qui s'y trouve. Le rebondissement latéral ou la course à vide de l'organe d'attaque est amorti du fait de la compression du gaz dans l'alésage des dispositifs amortisseurs. Sous l'action du gaz comprimé, les poussoirs

rappellent l'organe d'attaque à sa position initiale.

Toutefois, quand les amortisseurs entrent en action,

par exemple lors d'un rebondissement latéral, le gaz com-

primé,du fait de sa compression supplémentaire par le piston du poussoir, accumule une quantité importante d'énergie, qu'il restitue lors du rappel de l'organe d'attaque à sa position initiale. Il en résulte que l'organe d'attaque arrive à sa

position initiale animé d'une vitesse considérable et dépas-

se sa position initiale en agissant sur le poussoir opposé, 'c'est-à-dire que l'organe d'attaque effectue des oscillations amorties. Ce processus oscillatoire augmente, d'une part,

la durée du rappel de l'organe d'attaque à sa position ini-

tiale, et d'autre part, la vitesse d'usure des amortisseurs

eux-mêmes. Cet inconvénient diminue l'efficacité et la ion-

gévité du dispositif de creusement connu considéré.

On s'est donc proposé de mettre au point un dispo-

sitif pour le creusement d'ouvrages dans les roches dures équipé d'un organe d'attaque à percussion dans lequel des amortisseurs amortiraient les mouvements oscillatoires de l'organe d'-attaque lors des coups en biais et des courses

à vide de la masse frappante, ce qui accroîtrait l'effi-

cacité et la longévité du dispositif du creusement.

Le problème ainsi posé est résolu à l'aide d'un dispositif pour le creusement d'ouvrages dans les roches dures, comprenant un bâti mobile, un bras fixé à ce bâti de façon qu'il soit orientable dans le plan horizontal, une chape montée au bout du bras de façon qu'elle puisse osciller dans le plan vertical, un organe d'attaque monté dans ladite chape de façon qu'il puisse exécuter des oscillations limitées dans le plan horizontal et dans le plan vertical, ainsi que des déplacements limités le long de son axe, et portant une masse frappante qui agit

elle-même directement sur le rocher pour le détruire, le-

dit organe d'attaque étant monté dans la chape sur des axes

équipés d'éléments d'appui qui sont disposés dans des glis-

sières et coopèrent avec les tiges d'au moins deux amortis-

seurs montés en opposition dans la chape, ces amortisseurs

étant réalisés sous la forme de vérins ou analogues encais-

sant les déviations indésirables de l'organe d'attaque et le

rappelant à la position prescrite, caractérisé, selon l'in-

vention, en ce que chaque amortisseur comprend une chambre de force remplie de fluide compressible sous pression, une tige dont un bout est engagé dans ladite chambre de force et dont le second bout coopère avec l'élément d'appui, une première et une seconde chambre d'amortissement remplies de fluide incompressible et mises en communication entre elles

par un étrangleur, ladite tige comportant au moins une sail-

lie en forme de piston agissant sur le fluide incompressible

en la forçant à passer à travers l'étrangleur entre la pre-

mière et la seconde chambre d'amortissement lors des dépla-

cements de la tige.

Le mode de réalisation décrit du dispositif conforme à l'invention permet de supprimer les oscillation de l'organe d'attaque quand il s'écarte de la position prescrite lors des rebondissements latéraux et des courses à vide de la masse frappante. De la sorte, on obtient un accroissement

de l'efficacité et de la longévité du dispositif.

Dans le dispositif conforme à l'invention, il est avantageux que la saillie en-forme de piston soit réalisée sous la forme d'une saillie circulaire de la tige, passant à travers la cavité d'amortissement, laquelle est partagée par cette saillie en une première et une seconde chambre d'amortissement. Une telle réalisation des amortisseurs permet de réduire à un minimum la longueur de l'étrangleur, d'assurer

le remplissage de la cavité en fluide et, de la sorte, d'ac-

croître la fiabilité et la longévité du dispositif.

Dans cette variante du dispositif, il est souhai-

table de réaliser l'étrangleur sous la forme d'un intervalle entre la surface extérieure de la saillie circulaire et la surface intérieure de la cavité d'amortissement, la surface intérieure de ladite cavité étant avantageusement réalisée en forme de cône dont la grande base est situéedu côté de

l'élément d'appui coopérant avec la tige.

Cette variante de réalisation de l'étrangleur est suffisamment simple et se prête bien à la fabrication. Elle exclut les risques d'obstruction et permet de maintenir à peu près constante la pression dans l'une des chambres de

la cavité d'amortissement pendant toute la période d'amor-

tissement, c'est-à-dire que l'amortisseur a une capacité en énergie élevée pour des sollicitatrions minimales de ses éléments, et que par conséquent, il amortit efficacement les

oscillations éventuelles de l'organe d'attaque.

Dans le dispositif faisant l'objet de l'invention, la tige des amortisseurs peut comporter deux saillies en forme de piston, situées à ses deux bouts, de ladite tige

passant à travers la cavité d'amortissement, laquelle com-

porte sur la surtrface intérieure une saillie circulaire située entre les saillies en forme de piston de la tige et partageant

la cavité d'amortissement en une première et une seconde cham-

bre d'amortissement.

Une telle réalisation des amortisseurs permet d'abais-

ser quelque peu la pression du fluide compressible dans la chambre de force, ce qui se traduit par un accroissement de

la tenue des éléments d'étanchéité correspondants et un ac-

croissement de la longévité de tout le dispositif.

Dans cette variante du dispositif, il est préférable de réaliser l'étrangleur sous la forme d'un intervalle entre la surface intérieure de la saillie circulaire de la cavité d'amortissement et la surface extérieure de la tige située entre ses deux saillies en forme de piston, ladite surface de la tige étant en forme de cône dont la grande base est adjacente à la saillie en forme de piston située du côté de

l'élément d'appui coopérant avec la tige.

Une telle réalisation de l'étrangleur des amortis-

seurs facilite l'exécution de la surface conique et permet

une exécution plus précise de la section variable de l'é-

trangleur, ce qui améliore le fonctionnement de tout l'a-

mortisseur. Dans toutes les variantes du dispositif faisant l'objet de l'invention, il est souhaitable que la tige des amortisseurs ait une cavité mise en communication avec la

chambre de force.

La réalisation d'une telle cavité dans ladite tige augmente le volume du fluide compressible participant au fonctionnement de l'amortisseur, ce qui se traduit par une diminution des fluctuations de pression apparaissant dans

la chambre de- force quand l'amortisseur entre en action.

Ceci améliore également les conditions de service des élé-

ments d'étanchéité et accroit la longévité des amortisseurs.

Il est souhaitable que les chambres de force de tous les amortisseurs soient mises en communication entre elles. Une telle communication entre les chambres de force de tous les amortisseurs facilite leur remplissage en fluide compressible et diminue encore plus les fluctuations de la pression du fluide compressible dans les chambres de force

des amortisseurs lors de leur fonctionnement'.

Dans le dispositif faisant l'objet de l'invention, il est préférable que les secondes chambres des amortisseurs,

dans lesquelles s'écoule le fluide incompressible après son la-

minage, soient mises en communication entre elles et reliées

à un moyen assurant une circulation continue du fluide in-

compressible. Une telle communication des secondes chambres entre elles et avec ledit moyen assurant une circulation continue, exclut la possibilité d'un fonctionnement des amortisseurs sans

fluide incompressible et, dans le même temps, exclut les échauf-

fements excessifs du liquide laminé lors des fonctionnements

fréquents des amortisseurs.

L'invention sera mieux comprise et d'autres buts,

détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la lu-

mière de la description explicative qui va suivre de diffé-

rents modes de réalisations donnés uniquement à titre d'exem-

ples non limitatifs, avec références aux dessins non limi-

tatifs annexés dans lesquels:

- la figure 1 représente une vue en coupe longitu-

dinale d'un ouvrage en cours de creusement, avec une vue de côté d'un dispositif pour le creusement d'ouvrages dans les roches dures conforme à l'invention;

- la figure 2 représente une vue de dessus du dis-

positif dans l'ouvrage en cours de creusement; - la figure 3 représente une vue en coupe suivant III-III de la figure 1; - la figure 4 représente une vue en coupe suivant iV-IV de la figure 1; - la figure 5 représente la variante de réalisation des amortisseurs dans iquelle les tiges des amortisseurs comportent deux saillies en forme de piston; - la figure 6 représente une vue en coupe suivant VI-VI de la figure 4; - la figure 7 représente une vue en coupe suivant

VII-VII de la figure 4.

Le dispositif pour le creusement d'ouvrages dans les roches dures, faisant l'objet de l'invention, comprend un bâti mobile 1 (figuresl,2) pouvant se déplacer sur la sole de l'ouvrage. Sur le bâti 1, un bras 2 est fixé sur un axe vertical d'une manière orientable dans un plan horizontal à l'aide de vérins hydrauliques 3. Sur le bout du bras 2 est fixée une chape 4 pouvant tourner dans un

plan vertical sous l'action de vérins hydrauliques 5 (figu-

re 1). Dans les parois de la chape 4 sont ménagées quatre ouvertures 6 dans lesquelles peuvent coulisser en avant et en arrière des éléments d'appui 7. Lesdits éléments 7 (figures 3,4) ont des alésages dans lesquels sont engagés, avec possibilité de rotation, des axes 8 auxquels est fixé l'organe d'attaque 9 (figures 1,3). Les axes géométriques de rotation des axes 8 (figure 3) disposés en vis-à-vis sont disposés suivant une même droite et perpendiculaires à l'axe longitudinal de l'organe d'attaque 9. Celui-ci est un organe à percussion à forte énergie du type "à tir", c'est-à-dire un organe d'attaque dont la masse frappante 10

n'entre pas en contact avec le rocher du massif avant l'ap-

plication du coup.

La chape 4 est équipée de deux groupes d'amortis-

seurs 11 (figure 1) disposés symétriquement par rapport au plan passant par les centres des axes 8 et perpendiculaire à l'axe longitudinal de l'organe d'attaque 9, de telle façon que les déplacements de chacun des éléments d'appui 7 dans les ouvertures 6 soient entravés par les tiges 12 de deux amortisseurs 11 mutuellement opposés. La fonction des amortisseurs 11 est de réduire les sollicitations auxquelles sont soumis les éléments du dispositif par l'organe d'attaque 9 lors des coups en biais et des courses à vide de la masse frappante 10, ainsi que de remettre l'axe longitudinal de l'organe d'attaque 9 dans la direction prescrite ' la fin des

phénomènes indiqués.

Chaque amortisseur a une tige 12 (figure 4) dont un bout coopère avec un élément d'appui 7 et dont l'autre bout est engagé dans une chambre de force 13 remplie d'un fluide compressible. La tige 12 peut être réalisée creuse du côté de la chambre de force 13, afin d'augmenter quelque peu le volume de celle-ci et d'alléger la tige 12 elle-même. Dans le corps 14 de l'amortisseur est ménagée une cavité d'amortissement 16 dans laquelle est placée une saillie circulaire 15 de la tige 12. La surface latérale 17 de la cavité d'amortissement 16 est en forme d'un cône dont la grande base est orientée vers l'élément d'appui 7. La cavité d'amortissement 16 est remplie d'un

fluide incompressible.

Les amortisseurs peuvent aussi être réalisés suivant une autre variante (figure 5), dans laquelle la tige 18 comporte deux saillies 19 et 20 en forme de piston, et la surface intérieure de la cavité d'amortissement 21 a une saillie circulaire 22, l'intervalle annulaire entre la surface intérieure de cette saillie 22 et la surface extérieure 23 de la tige 18, située entre les saillies 19 et 20 en forme de piston, constituant un étrangleur pour le fluide incompressible, quand celui-ci passe de l'une des chambres de la cavité d'amortissement 21 dans son autre chambre lors du fonctionnement de l'amortisseur. Dans cette variante, la surface 23 de la tige 18 est en forme d'un cône dont la grande base est orientée vers l'élément d'appui 7. De même que dans la variante de réalisation précédente, la tige 18 de l'amortisseur peut être réalisée creuse et de manière que sa cavité débouche du côté de la chambre

de force 24 remplie de fluide compressible.

La cavité d'amortissement des amortisseurs assure la transformation de l'énergie cinétique de l'organe

d'attaque, lors de sa rotation provoquée par un rebondisse-

ment latéral et lors de son déplacement en avant provoqué par une course à vide de la masse frappante, en énergie

thermique du fluide laminé, qui est ensuite dissipée.

Afin que leur remplissage en fluide compressible sous pression soit plus simple, les chambres de force (figure 6) sont reliées par un canal 26. Pour leur remplissage en fluide incompressible et le renouvellement continu de ce fluide afin d'exclure son échauffement excessif lors du laminage, les cavités d'amortissement 27 sont mises en communication entre elles par un canal 28 et reliées à un moyen assurant une circulation continue

du fluide incompressible (non représenté sur la figure).

Le dispositif pour le creusement d'ouvrages dans les roches dures conforme à l'invention fonctionne de la

façon suivante.

Par déplacement du dispositif dans l'ouvrage, le dispositif est amené à la distance voulue par rapport au front de taile. Ensuite, la masse frappante 10 (figure 1) de l'organe d'attaque 9 est orientée vers le point voulu du front de taille à l'aide des vérins hydrauliques 3 et 5, l'organe d'attaque 9 est mis en action et sa masse frappante 10 applique le nombre de coups nécessaire pour abattrela roche jusqu'à la profondeur voulue. Ensuite l'organe d'attaque 9 est dirigé sur le point suivant et le cycle se répète. Le rocher abattu est évacué par des appareils chargeurs qui peuvent faire partie du dispositif

lui-même ou être indépendants.

De la sorte, pendant le fonctionnement normal du dispositif, les amortisseurs n'entrent pas en action et ne gênent pas le fonctionnement des principaux éléments

du dispositif.

Les amortisseurs entrent en action quand l'organe d'attaque 9 rebondit latéralement par suite d'un coup en

biais ou d'une course à vide de la masse frappante 10.

Dans le cas d'un coup en biais, quand la direction du mouvement de la masse frappante 10 ne coincide pas avec la normale à la surface du rocher à abattre au point d'impact, la roche du massif exerce sur la masse frappante 10 une force perpendiculaire à l'axe de

l'organe d'attaque 9.

Sous l'action de cette force, l'organe d'attaque 9 tourne: il se produit un rebondissement latéral. Dans le cas d'un rebondissement latéral dans le plan horizontal, l'organe d'attaque 9 tourne autour de l'axe vertical passant par la paire verticale d'axes 8, situés au-dessus et au-dessous de l'organe d'attaque 9. Celui-ci, en agissant alors par l'intermédiaire de la paire horizontale d'axes 8, déplace en sens contraires (en avant et en arrière) les éléments d'appui 7 situés de part et d'autre de son axe longitudinal, et ces éléments 7 agissent à leur tour sur les tiges 12 des amortisseurs 11 en les forçant

à se déplacer.

Dans le cas d'un rebondissement latéral de l'organe d'attaque 9 dans le plan vertical, le processus se

déroule d'une manière analogue.

Si la masse frappante 10 de l'organe d'attaque 9 ne rencontre pas d'obstacle (par exemple en cas de chute d'un gros bloc de roche après l'application du coup précédent) lors de sa course, ou bien si la roche sur laquelle est porté le coup est trop faible et n'absorbe pas toute l'énergie de la masse frappante 10, celle-ci effectue sa course à vide et agit sur le corps de l'organe d'attaque 9, en le forçant à se déplacer en avant. En se déplaçant, l'organe d'attaque 9 agit par l'intermédiaire des axes 8 et des éléments d'appui 7 sur le groupe avant de tiges 12 des amortisseurs 11 et les force toutes

à se déplacer dans ce sens.

Les amortisseurs 11 fonctionnent de la même manière, tant lors d'un rebondissement latéral de l'organe d'attaque 9 que lors d'une course à vide de sa masse

frappante 10.

A titre d'exemple, le fonctionnement de l'amortisseur de droite, représenté sur la figure 4, s'effectue comme suit. Quand l'axe 8 se déplace à droite (sur le dessin), il agit par l'intermédiaire de l'élément d'appui 7 sur la tige 12 et la force à se déplacer dans le même sens. Le déplacement de la tige 12 provoque une compression supplémentaire du fluide dans la chambre de force 13. Dans le même temps, la saillie circulaire 15 refoule le fluide incompressible de l'une des chambres de la cavité d'amortissement 16, située entre cette saillie et la paroi de la cavité 16 la séparant de la chambre de force 13, vers l'autre chambre de cette même cavité d'amortissement 16, délimitée par la saillie circulaire 15 et la paroi

de la cavité 16 du côté de l'élément d'appui 7.

L'écoulement du fluide incompressible de l'une des chambres de la cavité d'amortissement 16 dans son autre cavité s'effectue à travers l'intervalle entre la surface extérieure de la saillie circulaire 15 et la surface conique 17 de la cavité d'amortissement 16. Au fur et à mesure que la tige 12 se déplace, sa vitesse diminue et, en même temps, la section de l'intervalle d'étranglement diminue par suite de la diminution du diamètre de la surface 17; aussi la perte de charge de laminage reste- t-elle à peu près constante, ce qui assure une absorption d'énergie maximale sur le trajet d'amortisse- ment considéré. Le mouvement décrit de la tige 12continue jusqu'au moment o l'énergie cinétique du mouvement de l'organe d'attaque se transforme partiellement en énergie de compression supplémentaire du fluide compressible dans la chambre de force 13 et

partiellement en énergie thermique du fluide laminé.

Après l'arrêt de l'organe d'attaque 9 sous l'effet de la pression du fluide comprimé exercée sur la tige 12 par la chambre de force 13, la tige 12, les éléments d'appui 7, les axes 8 et l'organe d'attaoue 9 commencent leur déplacement inverse et reviennent en position initiale. Si tous les paramètres de l'amortisseur sont correctement choisis, le mouvement n'a lieu que jusqu'au retour de l'organe d'attaque 9 à sa position

initiale, sans apparition du processus oscillatoire.

La description du fonctionnement de l'amortisseur

montre clairement que c'est grâce à la présence de la

cavité d'amortissement 16, remplie de fluide incompres-

sible, et au déplacement de la saillie circulaire 15

dans cette cavité 16, que l'énergie des déviation indési-

rables de l'organe d'attaque 9 se trouve irréversiblement absorbée. L'amortisseur suivant la variante représentée sur la figure 5 fonctionne d'une manière analogue à celle décrite ci-dessus, sauf que le refoulement du fluide incompressible de l'une des chambres de la cavité d'amortissement 21 dans l'autre, délimitée par la saillie circulaire 22 et la saillie 20 en forme de piston de la tige 18, s'effectue sous l'action de la saillie 19 en forme de piston de la tige 18, et son laminage s'effectue à travers l'intervalle entre la surface conique 23 de la tige 18 et la surface intérieure de la saillie circulaire 22. Tout en conservant les paramètres généraux de l'amortisseur, il est possible, dans cette variante, d'abaisser quelque peu la pression du fluide compressible dans la chambre de force 24 et d'augmenter les dimensions transversales de l'intervalle d'étranglement. Ceci améliore les conditions de service des éléments de

l'amortisseur, d'o une augmentation de sa longévité.

Le dispositif faisant l'objet de l'invention est d'une efficacité maximale quand il est appliqu6 aux engins à organe d'attaque percutant à forte énergie, destinés à fragmenter les gros blocs de roche et de matériaux similaires, ainsi qu'aux engins employés pour le creusement dans les roches dures sans recours

aux explosifs.

Ainsi, par exemple, un dispositif de conception conforme à l'invention, équipé d'un marteau à forte énergie, dont l'énergie du coup est de 100 kJ, fend en 1 ou 2 coups de gros blocs de pierre d'un volume de quelques mètres cubes. Le rendement du dispositif atteint m3/h ou plus. Ce dispositif est d'une grande efficacité

et d'une haute fiabilité d'exploitation.

Claims (8)

R E V E N D I C A T I 0 N S

1. Dispositif pour le creusement d'ouvrages dans les roches dures, comprenant un bâti mobile (1), un bras (2) fixé à ce bâti (1) de façon qu'il soit orientable dans un plan horizontal, une chape (4) montée au bout du bras (2) de façon qu'elle puisse pivoter dans un plan vertical, un organe d'attaque (9) monté dans ladite chape (4) de façon qu'il puisse y exécuter des pivotements limités dans un plan horizontal et dans un plan vertical, ainsi que des déplacements limités le long de son propre axe, et portant une masse frappante (10) qui agit elle-même directement sur la roche pour la détruire, l'organe d'attaque (9) étant monté dans la chape (4) sur des axes (8) équipés d'éléments d'appui (7) qui sont disposés dans des guidages et coopèrent avec les tiges (12) d'au moins deux amortisseurs (11) montés en opposition dans la chape (4), ces amortisseurs (11) étant réalisés sous la forme de vérins encaissant les déviations indésirables de l'organe d'attaque (9) et le rappelant à la position prescrite, caractérisé en ce que chaque amortisseur (11) du dispositif comprend une chambre de force (13) remplie d'un fluide compressible sous pression, une tige (I2) dont un bout s'engage dans ladite chambre de force (13) et dont l'autre bout coopère avec l'élément d'appui (7),une première et une seconde chambre d'amortissement remplies de fluide incompressible et mises en communication entre elles par l'intermédiaire d'un étrangleur, la tige (12) comportant au moins une saillie en forme de piston agissant sur le fluide incompressible en le forçant à passer à travers ledit étrangleur entre la première et la seconde chambre

d'amortissement lors du déplacement de la tige (12).

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la saillie en forme de piston de la tige (12) est réalisée sous la forme d'une saillie circulaire (15) disposée dans la cavité d'amortissement (16) et partageant celle-ci en une première et une seconde

chambre d'amortissement.

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'étrangleur précité est réalisé sous la forme d'un intervalle entrer la surface extérieure de la saillie circulaire (15) et la surface intérieure (17) de la cavité d'amortissement (16), la surface intérieure de ladite cavité (16) étant enforme de cône dont la grande base est orientée vers l'élément d'appui (7)

coopérant avec la tige (12).

4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tige (18) comporte deux saillies en forme de piston (19, 20) situées chacune à l'une des extrémités de la tige (18), cette dernière étant disposée dans la cavité d'amortissement (21) laquelle comporte sur sa surface intérieure une saillie circulaire (22) située entre les saillies en forme de piston (19) et (20) de la tige (18) et partageant cette cavité d'amortissement (21) en une première et une seconde

chambre d'amortissement.

5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'étrangleur précité est réalisé sous la forme d'un intervalle entre la surface intérieure de la saillie circulaire (22) de la cavité d'amortissement (21) et la surface extérieure de la tige (18), située entre ses deux saillies en forme de piston (19) et (20), ladite surface de la tige étant en forme d'un cône dont la grande base est adjacente à la saillie en forme de piston (19) située du côté de l'élément d'appui (7)

coopérant avec la tige (18).

6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5,

caractérisé en ce que la tige (12; 18) de chacun des

amortisseurs est réalisée creuse et que sa'cavité inté-

rieure ainsi formée est mise en communication avec la

chambre de force (13; 24).

7. Dispositif selon l'une des revendications 1

à 6, caractérisé en ce que les chambres de force (13; 24)

de tous les amortisseurs sont mises en communication -

entre elles.

8. Dispositif selon l'une des revendications

1 à 6, caractérisé en ce que les secondes chambres des amortisseurs, dans lesquelles s'écoule le fluide incompressible après son laminage, sont mises en communication entre elles et reliées à un moyen assurant

une circulation continue du fluide incompressible.