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Le présent brevet concerne des perfectionnements à l'outil et au procédé de forage de trous dans des veines de charbon et analogues à forte pente selon le brevet principal.
Il a pour but d'obtenir un outil double d'une efficacité plus grande pour une puissance aussi faible que possible et de donner à cet ou- til la souplesse nécessaire pour assurer sa direction dans le plan vertical en le maintenant en contact avec l'une ou l'autre des épontes de la veine, le mur en particulier.
D'autre part, il est intéressant que la machine à double ligne de tiges, destinée à la conduite de cet outil, présente un encombrement aussi réduit que possible. Cette qualité a été obtenue en adoptant un dis- positif à deux ensembles moto-réducteurs dont les vitesses ont été synchro- nisées.
Ce brevet de perfectionnement porte en outre sur un dispositif permettant d'assurer le guidage mutuel des lignes de tiges et leur maintien en position dans l'axe des trous forés, et sur un dispositif permettant d'utiliser la course de retour de l'outil pour obtenir, au moyen d'une tê- te porte-outils spéciale, un agrandissement du trou dans le plan de la vei- ne .
Sur les dessins ci-joints
La fig. 1 est une vue en élévation de côté de l'outil double de forage selon une forme de réalisation simple;
La fig. 2 en est une vue en élévation d'extrémité; et
La fig. 3 en est une vue en plan, parties en coupe horizontale;
La fige 4 est une vue en élévation de côté de l'outil, muni d'un dispositif permettant de le commander à distance pour le faire monter ou descendre dans le plan vertical;
La fig. 5 en est une vue en élévation d'extrémité; et
La fig. 6 en est une vue en plan; @
La fig. 7 est une vue schématique du dispositif des deux groupes moto-réducteurs à vitesses synchronisées;
La fig. 8 est une vue en élévation de côté d'un dispositif de gui- dage des tiges actionnant l'outil double de forage;
La fig. 9 en est une vue en élévation d'extrémité;
et
La fig. 10 en est une vue en plan;
La fig. 11 est une vue en élévation de côté de l'outil muni de la tête spéciale permettant d'agrandir le trou foré pendant le trajet de retour des lignes de tiges ; la fig. 12 en est une vue en élévation d'extrémité; et
La fig. 13 en est une vue en plan.
Dans la forme de réalisation représentée sur les fig. 1 à 3, la partie active de l'outil comprend deux couronnes 1, garnies,à leur périphé- rie, de pics internes 2 ou externes 3 ; ces couronnes 1 sont portées par des bras la, venus de masse avec elles et reliés à des moyeux 1b, également venus de masse. Chaque couronne est ainsi centrée sur un arbre 4, tournant dans una boîte tubulaire 5 (de forme cylindrique ou non), par l'intermédiai- re de roulements à billes 6, maintenus à écartement par une entretoise tu- bulaire 7.
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L'étanchéité des sorties d'arbres est assurée par des joints 8, maintenus en place par des chapeaux 9, vissés sur les extrémités des boîtes 5. Ces dernières sont assemblées rigidement entre elles par des traverses 10 et 11 et forment avec celles-ci le bâti de support de l'outil.
Les arbres 4 portent, à leur partie antérieure, en avant des cou- ronnes 1, des éclateurs coniques 12, constitués par des vis à pas et à fi- letage variables, destinés à produire l'éclatement de la carotte ou tran- che découpée par les pics 2 et 3 des couronnes 1. Chacun de ces éclateurs 12 est précédé d'un taillant pilote 13, vissé au bout de chaque arbre et assurant le serrage de l'éclateur. A leur extrémité opposée, les arbres 4 sont raccordés par un manchon 14 aux lignes de tiges d'entraînement. Ce manchon assure en même temps le serrage des roulements à billes 6 sur les entretoises tubulaires 7.
Sur le côté extérieur des boites tubulaires 5,des roues 15 sont montées entre ces boites et des cages 16, rapportées par soudure sur le bâti de support de l'outil. Ces roues 15, tournant sur des axes 17, sont garnies de pics à leur périphérie (fig. 1) et sont destinées, en supportant sur le mur de la veine le bâti formé par les pièces 5, 10 et Il, à assurer la stabilité transversale de l'outil double.
Pour empêcher la pénétration de ces pics des roues 15 dans le mur de la veine, un soc 18, d'un profil approprié, assemblé par des boulons à la traverse avant 10 du bâti, appuie par sa lèvre inférieure sur le mur de la veine un peu en arrière des couronnes 1 et empêche, dans une veine d'allure régulière, à mur dur, la pénétration des pics dans le mura
Dans le cas de veines présentant une variation de pente continue ou non ou de petits relais, il est intéressant de commander dans le plan vertical l'outil de forage précédemment décrit et dé le rendre ainsi plus "vivant".
La forme de réalisation de l'outil, représentée sur les fige 4, 5 et 6, permet d'atteindre ce but; dans celle-ci, le soc 18 peut être sup- primé, du fait que l'orientation de l'outil, empêchant celui-ci de pénétrer dans les épontes, est commandée à volonté à partir de la voie de base.
A cet effet, l'outil double de forage, qui présente la disposition générale de la forme de réalisation précédemment décrite en référence aux fige 1 à 3, est articulé sur un châssis rigide placé derrière l'outil et lui servant d'appuie Comme représenté sur les fige 4 à 6, ce châssis est constitué de deux tubes longitudinaux 19, de deux traverses 20 et 21 reliant ceux-ci, et de deux roues 22, montées entre les tubes 19 et des cages 23, portant des axes 24, semblables à ceux du bâti de l'outil double.
Ce bâti est articulé sur le châssis 19, 20, 21, 22, au moyen de flasques 25, rappor- tées sur les cages 16 du bâti de l'outil; ces flasques 25,sont articulées à des flasques 26, rapportées de la même façon sur les cages 23, par des axes 27, autour desquels peut s'effectuer un mouvement de levée ou de des- cente de 1 outil double par rapport au châssis 19, 20, 21 22 qui le suit et lui sert d'appui.
Ce mouvement angulaire de l'outil vers le haut ou vers le bas est obtenu au moyen de deux vérins, dont les cylindres 28 sont attelés à des pattes 29, reliées à la traverse arrière 21 par des axes 30. Les tiges de piston 31 de ces vérins, en forme de chape à leur extrémité, sont reliées à un système articulé, permettant, en prenant appui sur le mur ou sur le toit de la veine, de faire monter ou descendre l'outil double. Ce système comprend des flasques triangulaires 32, qui peuvent tourner autour d'axes 33, qui sont reliés à la traverse 10 par des pattes 34. Entre ces flasques 32 sont disposés des galets 35, prenant appui sur le toit ou le mur et mon- tés sur des axes 36, qui reçoivent en même temps les chapes des tiges de
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piston 31 des vérins.
Les deux vérins sont représentés comme travaillant en opposition cette disposition n'est toutefois pas limitative.
L'entraînement des arbres 4 de l'outil double par les lignes de tiges, comme dans le cas de l'outil décrit en référence aux fig. 1 à 3, est assuré par des cardans 37, dont les extrémités forment des manchons jouant le même rôle que les manchons 14. Ces cardans sont assemblés à leur autre extrémité aux arbres contenus dans les tubes 19 du châssis arrière. Les axes de ces cardans, dans le plan général de l'outil, sont situés suivant la ligne x-y des axes 27 d'articulation de l'outil double sur le châssis arrière. Les arbres de ce dernier entraînent les arbres de l'outil double et sont eux-mêmes entraînés par des manchons 38, semblables aux manchons
14 de l'outil décrit en référence aux fige 1 à 3.
Le châssis arrière prend appui contre le toit de la veine au moyen d'un patin de forme 39, articulé sur l'axe 30 supérieur et soumis à l'action de ressorts 40, prenant appui sur les tubes 19. L'action des res- sorts 40 sur le châssis est absorbée par un soc 41, glissant sur le mur de la veine et constitué par deux flasques, reliées rigidement à la traver- se 20.
Le fonctionnement de l'appareil est le suivant :
L'ensemble des roues 22, du soc 41 et du patin 39 maintient soli- dement le châssis arrière en position par rapport à l'axe du trou foré.
Les vérins 28 recevant un fluide sous pression à partir de la voie de ba- se,permettent-de faire¯monter ou descendre l'outil double par rapport à cet- te position du châssis arrière, par l'action de ces vérins sur le système articulé tournant autour de l'axe 33. En cas de contact avec le mur de la veine, il est facile de relever l'outil double; en cas de contact avec le toit, il est facile de faire descendre l'outil double.
La traverse arrière 21 du châssis porte une manille 42, pour sa liaison au système de guidage des! tiges de commande de l'outil, comme il sera décrit plus loin.
Comme précédemment mentionné, l'outil double est actionné par deux ensembles moto-réducteurs à sens de rotation inverses (fig. 7). Cha- cun de ces ensembles comprend un moteur 43, entraînant la broche de rotation des tiges 44 par l'intermédiaire de plusieurs trains d'engrenages réducteurs de vitesse 45, 46, 47, disposés dans un carter commun 48.
D'autre part, pour rendre égales les avances des têtes de l'outil double, par répartition constante' des efforts variables, subis par ces tê- tes, d'une ligne de tiges à l'autre, on fait engrener les roues dentées correspondantes du même étage de réduction de vitesse, par exemple, comme représenté, de l'étage 45. On pourrait appliquer ce dispositif au cas d'un moteur unique.
Il est nécessaire d'assurer, à des distances variables selon le diamètre des tiges utilisées, le guidage de ces tiges dans leur plan, ainsi que leur portée suivant les axes des trous forés.
A cet effet, on peut utiliser des guides tels que représentés sur les fig. 8, 9 et 10; ces guides comportent un châssis inférieur, cons- titué par deux demi-tubes 49, assujettis entre eux de manière rigide au moyen de deux cornières 50. Ces demi-tubes 49 sont garnis intérieurement de deux demi-couronnes 51, formant paliers pour les deux lignes de tiges.
Ces paliers sont supportés par des fers semi-circulaires 52, qui sont rap- portés sur les demi-tubes 49 et qui prennent appui sur le mur de la veine.
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Le châssis inférieur ainsi constitué porte, à l'une de ses extrémités, deug pattes de forme 53 et, à son autre extrémité, deux tétons tubulaires à cla- vetage 54. Il est muni de deux poignées latérales 55 qui participent à son centrage dans le trou foréo D'autre part, il porte, à chaque extrémi- té, une manille ou queue de cochon 56, rapportée sur chaque cornière et des- tinée à être reliée au moyen d'une élingue soit à l'outil double, soit au guide précédento
Un châssis supérieur, conçu de la même façon et constitué éga- lement par deux demi-tubes 57, assemblés par des cornières 58, s'adapte sur le châssis inférieur;
il s'engage dans les pattes de forme 53, puis sur les tubes 54, sur lesquels il est maintenu par des clavettes 59, engagées dans ces tubes et retenues par une chaîne 60.
Comme mentionné précédemment, il est avantageux d'utiliser la cour- se de retour de l'outil double pour agrandir le trou foré, en ramenant en arrière les lignes de tiges (voir les figures 11 à 13).
A cet effet, lorsque l'outil double a traversé complètement la veine, on monte (dans la voie de tête si on est parti de la voie de base, ou inversement) sur le bâti de l'outil double (tel que représenté sur les figo 1 à 3) une tête spéciale de forage, à deux outils, tournant sur des axes contenus dans le plan des tiges de forage et d'un diamètre total supé- rieur à celui de l'outil double employé dans la course de forage à l'aller.
De l'outil double employé antérieurement, il suffit d'enlever les couronnes 1 avec les pics 2 et 3, ainsi que les éclateurs coniques 12 et les taillants pilotes 130 La tête porte-outils, employée pour l'agran- dissement du trou foré, se compose d'une traverse 61, de forme paralléli- pipédique, à extrémités demi-rondes, formant carters à engrenages ; deux nervures 62, faisant corps avec cette traverse 61, lui donnent la forme d'un solide d'égale résistance. Sur sa face avant, cette traverse porte des pattes doubles 63,s'engageant sur et sous la traverse 10 du bâti d'ou- til double, et dans lesquelles sont ménagées des ouvertures rectangulaires, dans lesquelles s'engagent des clavettes coniques 64, destinées à bloquer cette tête spéciale sur le bâti de l'outil.double.
La traverse 61 porte, d'autre part, à sa partie inférieure, des patins 65, destinés à glisser sur le mur de la veine, et, à sa partie su- périeure, des poignées 66 (figo Il)0
Cette traverse est munie, sur sa face supérieure, d'une porte de visite 67, portant l'orifice de graissage 680 La tête d'agrandissement comporte intérieurement deux trains d'engrenages, symétriques ou non, de trois pignons 69, 70 et 71, destinés à transmettre le mouvement de rotation des broches 4 de l'outil double aux outils de cette têteo Le pignon 69 est claveté sur un arbre creux 72, portant en creux des cannelures d'entraîne- ment par les broches 4. Cet arbre 72 tourne dans deux paliers à billes 73, rapportés par soudure'sur la traverse 61 de la tête et fermés, respec- tivement, par un chapeau 74 et un couvercle 75.
Le pignon 70 tourne fou sur un arbre 76, tourillonné dans deux manchons 77 et 78, également soudés sur la traverse 61 et maintenus en place par clavetage 79 et écrou 80.
Enfin, le pignon .71 est claveté sur un arbre 81, supporté par deux paliers à billes 82 et 83, faisant corps avec la traverse 61 et fermés par les cha- peaux 84 et 85.
Chaque arbre 81 porte, à sa partie arrière, un bout carré, qu'on peut faire tourner à la main, pour le calage de mise en place, et, à son extrémité avant, un filetage, sur lequel se visse un arbre à embase et can- nelures 86, portant l'outil de forage, constitué, comme précédemment, par une couronne 1 avec les pics 2 et 3, l'éclateur conique 12 et le taillant
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pilote 13, agissant lors de la course de retour de l'outil pour réaliser l'agrandissement du trou foré, pendant la course aller, avec l'outil selon les figo 1 à 30 REVENDICATIONS.
10 - Outil double de forage selon le brevet principal, caractéri- sé en ce qu'il comprend des couronnes, garnies de pics internes et exter- nes à leur périphérie et animées d'un mouvement de rotation dans des sens inverses par des arbres parallèles, tourillonnés dans un bâti de support de l'outil.