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MÉMOIRE DESCRIPTIF
TITRE :
SYSTEME DE PRÉHENSION POUR DISPOSITIF D'ALIMENTATION DE TIGES DE FORAGE
DOMAINE DE L'INVENTION
L'invention est reliée de façon générale au domaine des systèmes
mécaniques permettant la préhension et la manipulation d'une tige
quelconque.
L'application préférée de l'invention décrite dans le présent mémoire
descriptif s'adapte de façon plus spécifique à un dispositif d'alimentation
de tige utilisé dans le domaine du forage minier.
ART ANTÉRIEUR
Quoiqu'il soit possible d'utiliser l'invention pour la préhension de toutes
sortes de tiges, l'application de l'invention ci-décrite et illustrée dans les
dessins annexés est spécialement conçue pour s'adapter à un dispositif
d'alimentation de tiges de forage minier existant.
Les foreuses minières utilisent des tiges de forage pour percer des trous
très creux dans le sol. Lors de leur utilisation, les tiges sont ajoutées
successivement une par-dessus l'autre pour former une colonne, de façon
à ce que le pivotement engendré par la foreuse soit transmis jusqu'à la
tige la plus profonde. La tige la plus profonde comprend une tête pour
creuser dans le sol. Au fur et à mesure que la tête s'enfonce, des tiges
supplémentaires sont ajoutées en haut pour que l'opération puisse être
conduite à partir de la surface. Étant donné la quantité imposante de tiges
nécessaires p.our creuser des trous très profonds, et étant donné la
longueur de chaque tige, il est avantageux d'utiliser un dispositif
mécanique pour alimenter la foreuse en tiges. Ce dispositif d'alimentation
de tiges de forage a comme fonction de prendre une tige de sa position de
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repos (généralement légèrement inclinée par rapport à la verticale), puis
de la transporter jusqu'à la position où elle sera jointe à la colonne de
tiges déjà installées (la colonne de tiges peut aussi être à angle). Les
brevets suivants décrivent chacun un dispositif de forage minier
comprenant système de préhension :
CA 2360005, du même inventeur, présente un dispositif d'alimentation de
tiges de forage amélioré comprenant un système de préhension.
CA 1326048, présente aussi un dispositif d'alimentation de tiges de
forage muni d'un système de préhension.
L'invention décrite dans le présent mémoire descriptif présente un
système de préhension amélioré offrant de nombreux avantages par
rapport aux systèmes de préhension décrits dans les brevets de l'art
antérieur.
OBJECTIFS ET AVANTAGES
C'est un objectif général de l'invention de fournir un système de
préhension amélioré à un dispositif d'alimentation de tiges de forage
minier. L'objectif principal est de faciliter l'opération du dispositif
d'alimentation et de le rendre plus rapide, pour diminuer les coûts de
forage. Cependant, les améliorations ont aussi été orientées de façon à
réduire au minimum l'utilisation de l'hydraulique pour laisser plus de
puissance à la foreuse. Le système de préhension amélioré est constitué
de trois composantes principales : les pinces, le mât et le poignet. Ces
trois composantes sont reliées l'une à l'autre, et le poignet relie
l'ensemble au dispositif d'alimentation.
Un objectif supplémentaire de ce dispositif de préhension est de le munir
de moyens qui lui permettront de suivre le mouvement de déplacement
longitudinal d'une tige de forage. En effet, lorsque l'on installe une tige
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de forage à la suite des autres tiges de forage pour former une colonne de
forage, il faut visser les tiges l'une dans l'autre. Un déplacement
longitudinal résulte de l'opération de vissage. La tige prise dans les
pinces du système de préhension subit donc un mouvement de
déplacement longitudinal. Cet objectif supplémentaire est donc que le
système de préhension puisse suivre ce mouvement de façon à ce que la
tige ne soit pas endommagée, et ce, sans relâcher la tige avant que son
installation soit complète.
Dans le système de préhension amélioré ci-décrit, les pinces ont été
conçues pour avoir une taille plus réduite, de façon à augmenter la
visibilité à l'opérateur du dispositif et ainsi améliorer la précision de ses
actions et la vitesse d'exécution. Chaque pince est munie d'un ressort qui
la referme; la puissance hydraulique est utilisée seulement lors de
l'opération d'ouverture des pinces, la fermeture étant assurée
automatiquement par l'action du ressort. L'utilisation de l'hydraulique
dans un sens seulement simplifie le système hydraulique à utiliser, ce qui
augmente la visibilité et réduit l'utilisation d'hydraulique.
Le mât reliant les deux pinces est maintenant beaucoup plus long que dans
les systèmes décrits dans l'art antérieur, car maintenant, il se déplace, et
c'est son déplacement longitudinal qui est responsable du déplacement de
la tige en hauteur. De plus, la longueur du mât permet d'offrir une
meilleure stabilité lors de la préhension et du transport des tiges.
Souvent, lors de l'opération, les tiges sont ajoutées et retirées de la
colonne de forage deux à deux. (Les tiges peuvent mesurer environ 3
mètres de longueur chaque, donc deux tiges équivaut à 6 mètres) Grâce au
plus grand espacement des pinces (environ 8 pieds ou 2.5 m), il y a moins
de flexion dans la tige de forage. On peut maintenant procéder à
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l'opération de forage en ajoutant et retirant les tiges 4 à 4, donc par
sections de 12 mètres au lieu de 6 mètres pour une tige de type N par
exemple. On peut prendre plus de tiges à la fois lorsque les tiges sont
plus rigides, comme par exemple une tige de type H , mais on ne
pourra pas en prendre autant si les tiges sont moins rigides. Un dispositif
d'alimentation de tiges de forage avec le type de système de préhension
ci-décrit est ainsi très souhaitable, lorsque l'on considère que chaque tige
pèse environ 55 lbs. Alimenter la foreuse à la main était une opération
très dure physiquement.
Dans l'application préférée, le poignet est muni d'un moteur qui entraîne
le mouvement longitudinal du mât (et par le fait même, des pinces et de la
tige) au moyen d'une chaîne. Dans l'art antérieur, le déplacement
longitudinal de tiges de forage était assuré par des rouleaux disposés dans
chaque pince et actionnés par un moteur installé sur les pinces. Retenant
les tiges fixement, les pinces du système amélioré ont moins tendance à
laisser des marques sur les tiges.
Dans le nouveau système, le bras de levier sur lequel agit le cylindre du
poignet a été diminué de façon à réduire la course du cylindre et par
conséquent l'utilisation d'huile.
De nombreux avantages supplémentaires apparaîtront au lecteur au fur et
à mesure qu'il prendra connaissance des dessins et de l'application
préférée de l'invention.
DESSINS
Relativement aux dessins qui illustrent une réalisation de l'invention
FIG.1 A est un prototype du système de préhension en utilisation.
FIG.1B est une perspective du système de préhension préféré.
FIG.2 est une perspective agrandie d'une pince du système de la FIG.1B.
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FIG.3 est une perspective agrandie du poignet du système de la FIG.1B.
FIG.4A est une vue de face d'une section du système de la FIG.1 B.
FIG.4B est une coupe transversale selon la ligne B-B de la FIG.4A.
FIG.5 est une coupe agrandie d'une pince de la FIG.4B.
FIG.6 est une coupe agrandie du poignet de la FIG.4B.
FIG.7A,B,C,D est un ensemble de vues du système illustrant l'inclinaison.
FIG.8A,B,C est un ensemble de vues du système illustrant la préhension.
DESCRIPTION DES APPLICATIONS PRÉFÉRÉES DE L'INVENTION
Dans la description qui suit et dans les dessins qui l'accompagnent, les
chiffres semblables renvoient à des parties identiques dans les figures.
Dans les figures, les flèches renvoient généralement à des ensembles,
tandis que les lignes renvoient généralement à des pièces.
La FIG.1 est constituée de deux vues : la FIG.IA et la FIG.1B.
La FIG.1 A montre une première application du système de préhension en
perspective vu de l'avant. Il est illustré en utilisation, car il retient une
tige de forage 28. Cette première application du système était un
prototype qui a donné naissance à l'application de la FIG.1B. Les autres
figures illustrent plus spécifiquement l'application de la FIG.1 B.
La FIG.1 B montre une seconde application du système de préhension 20,
en perspective vu de l'arrière et du côté gauche. Cette application
comprend certaines améliorations au prototype de la FIG.lA; c'est donc à
cette application que référeront les figures et la description suivantes à
moins de spécification contraire.
Le système est constitué de deux pinces 22 montées à chaque extrémité
d'un mât 26. Le mât est installé sur un poignet 24 qui permet d'incliner le
mât et qui comprend des moyens de déplacer longitudinalement le mât. Un
ressort amortisseur 23 disposé sur la pince 22 est aussi illustré. Dans
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l'application préférée, une chaîne 27 est utilisée pour déplacer le mât
longitudinalement.
La FIG.2 montre une pince 22 du système de la FIG.1B. La pince est
constituée d'une mâchoire supérieure fixe 30, d'une mâchoire inférieure
articulée 32, et d'un système d'actionnement 34. Les mâchoires sont
munies de dents 31 pour améliorer la préhension de tiges. Le matériel
utilisé pourra être de l'acier pour les mâchoires, et du carbure pour les
dents.
La mâchoire articulée est reliée de façon pivotante à la mâchoire fixe au
moyen d'un pivot de pince 33. Le système d'actionnement 34 comprend
un piston hydraulique 36 n'agissant que dans un sens : pour ouvrir la
pince, il comprime alors des ressorts 38 qui agissent de façon à refermer
la pince par défaut. Ainsi, en cas de panne hydraulique, les pinces
resteront fermées sous l'action des ressorts, et si une tige y est retenue,
elle ne tombera pas.
Le système d'actionnement comprend aussi une base fixe 35 et une base
mobile 37 reliée à la pince mobile. Les forces des ressorts ou du cylindre
s'exercent entre ces deux bases. Les ressorts 38 sont disposés entre les
deux bases en exerçant une force de façon à les garder espacées. Le piston
est aussi disposé entre les deux bases mais agit de façon à contrer la force
des ressorts pour diminuer l'espace entre ces deux bases, ce qui ouvrira la
pince. Les ressorts pourront être d'un nombre différent, par exemple, un
ou quatre ressorts pourront être utilisés.
La base mobile 37 est reliée à la mâchoïre mobile, de façon à ce que le
mouvement de la base mobile agisse sur la mâchoire mobile pour ainsi
ouvrir ou refermer la pince. Le piston n'agit que dans un sens et sur un
court bras de levier, ce qui réduit l'utilisation de l'hydraulique au
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minimum et laisse plus de puissance disponible à la foreuse. Le nombre
réduit de pièces à utiliser dans cette configuration préférée rend la pince
moins coûteuse et moins volumineuse, ce qui augmente la visibilité lors
de l'opération.
Dans cette application de l'invention, la pression exercée par les ressorts
peut être ajustée. Il suffit de serrer ou de desserrer la vis de tension 39.
Lorsque l'on ajustera la vis de tension, le piston de la pince se déplacera
et entraînera la base mobile, puis s'arrêtera à une nouvelle position stable
lorsque l'on arrêtera d'ajuster la vis de tension. L'espacement entre la
base mobile et la base fixe s'étirera ou rétrécira, selon le cas, ce qui
accroîtra ou décroîtra la force exercée par les ressorts. Selon la loi des
ressorts, cet ajustement de la force des ressorts sera généralement
directement proportionnel à leur étirement.
Pour faire contraste avec les brevets de l'art antérieur, il est à noter que
ce type de pince n'utilise pas de rouleau pour déplacer les tiges
longitudinalement, mais est plutôt construite de façon à tenir une tige
fixement; ce sont d'autres composantes qui sont responsable du
déplacement longitudinal de la tige. Au fait, c'est le mât entier qui se
déplace, entraînant les pinces et la tige qui y est prise.
La grandeur intérieure de la pince est choisie de façon à ce qu'elle ne
permette la préhension que d'une seule tige à la fois et ce, sans nécessité
de pièce supplémentaire (le doigt d'alignement présenté dans les brevets
antérieurs est absent); l'opérateur n'a donc pas à se soucier de la
vérification de la quantité de tiges prises, et il est libre d'alimenter la
foreuse beaucoup plus rapidement. La mâchoire inférieure peut être
changée pour que la pince s'adapte à n'importe quel forme et grosseur de
tige; le changement de mâchoire inférieure change la grandeur intérieure
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de la pince.
La FIG.3 illustre le système d'inclinaison 24, aussi appelé le poignet .
On y voit aussi le mât 26, reliant les poignées au poignet, illustré
partiellement et en pointillés. Le poignet comprend une partie fixe 40, et
une partie inclinable 42.
La partie fixe comprend un pivot d'inclinaison 44 par lequel lui est relié
la partie inclinable et autour duquel la partie inclinable peut pivoter. La
partie fixe comprend aussi un premier siège de piston 48, tandis que la
partie inclinable comprend un second siège de piston 46. Les deux sièges
de piston sont reliés par un piston de poignet 50, et sont relativement
rapprochés l'un de l'autre de façon à réduire le bras de levier
d'inclinaison et la course du cylindre, ce qui minimise l'utilisation de
l'hydraulique.
Dans le but de faciliter l'opération du système, une butée inférieure 49 et
des butée supérieure 51 sont disposées de façon à limiter la course du
piston. Ainsi, si par exemple les tiges sont placées à un angle de 83
degrés par rapport à l'horizontale, la butée inférieure 49 sera positionnée
de façon à limiter la course du piston au point où le mât atteint 83 degrés.
L'opérateur peut donc simplement actionner l'inclinaison au bout et le
mât se retrouvera au bon angle pour saisir une tige. D'autre part, si
l'angle de forage est de 97 degrés, la butée supérieure 51 sera positionnée
de façon à limiter la course du piston dans l'autre sens à l'équivalent
d'un angle de 97 degrés au mât. En actionnant l'inclinaison dans l'autre
direction, l'inclinaison arrêtera automatiquement lorsque le mât aura un
angle de 97 degrés, la tige prise sera donc à un angle parfait pour le
forage. L'opération d'alimentation en est encore accélérée et simplifiée.
La partie fixe relie le système de préhension au dispositif d'alimentation
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de tiges de forage minier. Pour ce faire, elle est munie d'une attache
pivotante 58 permettant un pivot autour d'un axe de pivot du système 59.
Lors de l'utilisation, cette attache pivotante est fixée en place par des vis
de fixation 60, et une vis de pivot 61. Par contre, lors du transport, les
vis de fixation sont retirées, la vis de pivot est desserrée, et le système de
préhension entier est pivoté d'environ 90 autour de l'attache pivotante.
Ce mouvement de pivot est guidé par la vis de pivot 61 qui coulisse dans
un chemin de clé 56. Après le pivot, le système de préhension se retrouve
avec son mât disposé à l'horizontale. Cette position est très souhaitable
lors du transport du dispositif d'alimentation de tiges de forage avec le
système de préhension, car des exigences sévères limitent la hauteur des
chargements de véhicules. Lorsque le mât est à l'horizontale, les
composantes du système de préhension ne dépassent pas les composantes
du dispositif d'alimentation en hauteur. Ceci permet généralement de se
conformer aux normes de hauteur lors du transport, sans avoir à obtenir
un permis ou une autorisation supplémentaire. Dans certaines applications
antérieures il fallait démonter la tête pour le transport.
La partie inclinable, comprend un corps principal 62 muni d'un support à
mât 54. Le support à mât consiste de deux formes cylindriques espacées
longitudinalement et à l'intérieur desquelles sont fixés des gaines en
téflon 55. Le mât coulisse donc à l'intérieur des gaines en téflon lors de
son déplacement longitudinal.
La partie inclinable comprend des moyens pour déplacer le mât et les
pinces longitudinalement (voir FIG.4); ces moyens sont activés par un
moteur 52. Le moteur utilisé couramment est hydraulique, car il peut être
activé à même le système hydraulique de la foreuse. Les moyens de
déplacement du mât ont comme fonction de déplacer les pinces qui sont
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fixées au mât. Le déplacement des pinces par rapport au poignet permet
d'élever ou d'abaisser une tige qui y serait prise dans le but d'alimenter
la foreuse.
La FIG.4A montre une vue de dos de la région supérieure du système de
préhension de la FIG. 1B. On y distingue trois éléments principaux : une
pince 22, le mât 26, et le poignet 24.
La FIG.4B est une coupe transversale de la FIG.4A selon la ligne B-B. La
région supérieure est illustrée en agrandi dans la FIG.5, tandis que la
région inférieure est illustrée en agrandi dans la FIG.6.
La FIG. 5 montre la coupe transversale de la pince de la FIG.4B en
agrandi. On voit ici la disposition du ressort d'amortissement 23. De plus,
on voit comment la vis du pivot de la pince 33 peut être utilisée pour
retenir fixement la pince au mât 26.
Le ressort d'amortissement 23 est appuyé à son extrémité inférieure
contre la mâchoire supérieure fixe 30. D'autre part, une vis d'amortisseur
le traverse, et traverse aussi la mâchoire supérieure. La tête de la vis
d'amortisseur retient la partie supérieure du ressort, ainsi, si la vis est
tirée vers le bas, le ressort sera écrasé et opposera une force au
mouvement. Au bout de la vis d'amortisseur, de l'autre côté de la
20 mâchoire supérieure, un embout 21 est vissé. Comme nous l'avons vu et le
verrons en détail plus loin, l'application préférée de l'inventeur utilise
une chaîne pour communiquer la force du moteur aux pinces et ainsi
déplacer les pinces et le mât longitudinalement. Dans cette application,
un bout de la chaîne sera fixé à l'embout 21. Ainsi, lorsque le moteur
25 donnera un coup sec sur la chaîne, ce coup sec sera amorti par le ressort
d'amortissement. De même, un autre bout de la chaîne sera fixé à un
embout semblable sur la pince inférieure (c'est la pince supérieure qui est
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illustrée ici). C'est ainsi que la rotation engendrée par le moteur
hydraulique agit sur la chaîne par un système d'engrenage et déplace les
pinces et le mât de haut en bas.
Le ressort d'amortissement joue un second rôle primordial rejoignant un
des objectifs secondaires de l'invention. Lors de l'opération
d'installation de la tige aux tiges déjà en position de forage, la tige
retenue par les pinces subit un mouvement longitudinal. Étant donné que
les pinces retiennent la tige fixement lorsqu'elles sont en position
fermée, l'ensemble constitué des pinces et du mât devra pouvoir se
déplacer pour suivre le mouvement longitudinal de la tige en installation.
Les ressorts amortisseurs supérieurs et inférieurs permettent ce
mouvement. Lorsque la tige subit un déplacement forcé longitudinal (en
l'occurrence sous l'action d'une tige située plus bas), elle transmettra ce
mouvement à l'ensemble constitué des pinces et du mât. Cependant, le
poignet et la chaîne ne se déplaceront pas. Étant donné que le mât est
libre de se déplacer longitudinalement dans le poignet, ce sera la chaîne
qui restreindra le mouvement de l'ensemble. Cependant, la contrainte
imposée par la chaîne est tempérée par les ressorts amortisseurs. Ainsi,
l'ensemble pourra se déplacer sur une distance limitée par rapport au
poignet sous l'effet d'une force supérieure à celle exercée par les
ressorts. D'autres moyens peuvent être utilisés pour permettre à
l'ensemble de suivre le mouvement de la tige, comme par exemple des
moyens hydrauliques en rapport avec le moteur d'entraînement de la
chaîne. L'utilisation de la configuration illustrée s'est avérée d'une
simplicité et d'une efficacité remarquables, c'est pourquoi nous la
présentons comme une composante de l'application préférée de
l'invention.
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Dans la FIG.5, nous voyons aussi comment l'ensemble de la pince est
retenu au mât 26 par le boulon de pivot 33. Ce boulon est le même qui
fournit l'axe autour duquel la mâchoire inférieure 32 pivote par rapport à
la mâchoire supérieure 30.
La FIG.6 est une coupe transversale du poignet de la FIG.4B en agrandi.
On peut y reconnaître les pièces suivantes : le piston 50, la pièce fixe 40,
le corps principal 62, le support à mât 54 et le mât 26. On y voit aussi la
vis de pivot 61 dont la tête n'était pas visible sur la FIG.3.
Il est très intéressant ici de voïr le mécanisme interne au corps principal
le mécanisme d'élévation 64. Tout d'abord, nous remarquons un premier
engrenage provenant directement du moteur que nous appelons barbotin
menant 66. Le mécanisme comprend de plus au moins un engrenage
secondaire appelé barbotin mené 68 et une chaîne (pas illustrée). Un bout
de la chaîne atteindra la pince supérieure, tandis que l'autre bout
atteindra la chaîne inférieure. La chaîne passera entre le barbotin mené
supérieur et le mât, entre le barbotin menant et le piston, puis entre
l'autre barbotin mené et le mât, de façon à ce que l'activation du moteur
entraîne le déplacement de la chaîne par l'intermédiaire des barbotins.
Conséquemment, de l'ensemble constitué du mât et des pinces sera
déplacé longitudinalement par le déplacement de la chaîne.
La configuration illustrée est munie de renforts 70 qui sont soudés entre
deux plaques constituant le corps principal du poignet 62. La disposition
particulière de renforts illustrée fournit au système des déflecteurs 72,
74. Lors de l'installation de la chaîne, celle-ci est glissée à partir du haut
entre le premier barbotin mené et le mât. Un peu plus bas, la chaîne se
met à glisser le long du premier déflecteur 72, jusqu'au barbotin menant
66. La chaîne passe sur le barbotin menant, et descend ensuite jusqu'au
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second déflecteur 74. Elle descend jusqu'au second barbotin mené, passe
entre ce dernier et le mât, et sort par le bas. L'installation de la chaîne
est très rapide lorsque les déflecteurs sont disposés tels qu'illustré.
Bien sûr, au lieu d'utiliser une chaîne, un moteur hydraulique, et des
s engrenages, il est possible d'utiliser plusieurs autres moyens pour fournir
le même déplacement mécanique. Par exemple, on peut utiliser des
poulies et une courroie, une courroie dentelée, un câble ou une sangle, ou
encore utiliser une crémaillère sur le mât. Par contre, l'utilisation d'une
chaîne et d'engrenages est particulièrement appropriée pour l'application
préférée de l'invention. La chaîne ne s'étire pas, est très résistante, et est
facile d'entretien. D'autres applications pourront avantageusement
utiliser d'autres moyens de déplacement longitudinal.
Pour parfaire le système, des moyens ont été prévus pour permettre au
mât 26 de coulisser librement dans les supports à mât 54. Des gaines de
téflon 55 sont insérées dans les supports à mât afin de faciliter le
glissement. De plus, un trou 57 est percé à travers le support à mât et la
gaine de téflon 55 pour insérer de la graisse entre la gaine et le mât.
L'ajout de graisse facilite encore plus le déplacement coulissant du mât.
En plus des mécanismes d'inclinaison et d'élévation, le poignet comprend
aussi un mécanisme de stabilisation du mât. Afin que le mât ne pivote pas
sur son axe (ce qui, rappelons-le, entraînerait le pivotement des pinces),
un rouleau guide est utilisé. Le rouleau guide est positionné de façon à
permettre le déplacement longitudinal du mât par son roulement, mais à
empêcher le pivotement d'un mât de section rectangulaire sur sa longueur.
De plus, pour permettre l'installation du mât, et pour permettre d'ajuster
la pression exercée par le rouleau sur le mât, une vis d'ajustement de
pression 78 est utilisée. Dans la configuration illustrée, la vis est
\\Serveur\D\Clients\ERL- 1 \Mar8740\3-Ti;te manipulatrice\2005-04-
04_amend_2_AnnexeC.doc
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actionnée de l'extérieur par une clé ordinaire. Une pression plus ou moins
forte peut ainsi être exercée latéralement sur le mât entre les deux points
de supports 54.
La FIG. 7 illustre l'actionnement du système de préhension 20 par quatre
figures successives. La FIG.7A illustre le système où le mât est à sa
position la plus basse. Pour arriver à la configuration illustrée à la FIG.
7B, le mât a été élevé par le mécanisme d'élévation. Le mât est ensuite
incliné pour donner la FIG.7C, puis il coulisse longitudinalement encore
une fois mais dans l'autre sens pour donner la FIG.7D.
La FIG.8 illustre la préhension d'une tige par trois vues différentes. La
FIG. 8A montre le système de préhension prenant une tige vu en
perspective. La FIG.8B le montre vu de côté, et la FIG. 8C le montre vu
de haut.
LA LOI DES RESSORTS
Il est bien connu en physique que la force exercée par un ressort
relativement à son déplacement peut souvent être approchée par
l'équation suivante : F=kd, où F est la force, k est la constante du
ressorts représentant sa rigidité, et d est le déplacement du bout du
ressort.
Dans l'invention, la connaissance de cette loi est utile dans les deux cas
d'utilisation de ressorts : premièrement, dans chaque pince, et
deuxièmement, dans le système d'amortissement du système.
La conséquence de cette loi dans l'application de l'invention utilisant les
ressorts amortisseurs est premièrement que les ressorts amortisseurs
agissent l'un contre l'autre de façon à garder ledit mât dans une position
verticale d'équilibre. Deuxièmement, si une force externe visant le
déplacement longitudinal du mât est appliquée aux pinces ou directement
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au mât, les ressorts amortisseurs agiront de façon à fournir une force
contrebalançant ladite force externe et poussant ledit mât vers ladite
position d'équilibre. De plus, la force exercée sera d'autant plus
importante que la distance du mât de sa position d'équilibre augmentera.
En résumé, il est facile de déplacer le mât hors de sa position d'équilibre
d'une petite distance, mais plus cette distance sera grande, plus la force
des ressorts se fera sentir. C'est ce qui donne l'effet d'amortissement.
Par exemple : si l'on déplace le mât vers le haut, le ressort de la pince du
bas s'étirera, la force qu'il exercera vers le bas augmentera
approximativement proportionnellement à la distance de déplacement. Par
contre, la force exercée par le ressort du haut vers le haut diminuera
approximativement proportionnellement à son déplacement. Il résultera
dont une force nette exercée vers le bas par les ressorts pour
contrebalancer la force que exerçons sur le mât pour le déplacer vers le
haut. Cette force sera d'autant plus grande que la distance que nous
déplacerons le mât sera importante.
Cet effet d'amortissement a une importance lors de l'utilisation de
l'invention en relation avec un dispositif d'alimentation de tiges de
forage minier, et avec le système de déplacement longitudinal illustré
(une chaîne et un moteur hydraulique). En effet, les ressorts pourront
amortir les coups brusques donnés à la chaîne par le moteur, et le
mouvement vertical subit par le mât lors de l'installation d'une tige à la
colonne de tiges existante sera amorti par les ressorts sans nécessiter que
les pinces relâchent la tige. Ces avantages sont très intéressants en regard
des systèmes de préhension de l'art antérieur.
NOTE
Il est bien entendu que le mode de réalisation de la présente invention qui
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a été décrit ci-dessus, en référence au dessin annexé, a été donné à titre
indicatif et nullement limitatif, et que des modifications et adaptations
peuvent être apportées sans que l'objet s'écarte pour autant du cadre de la
présente invention.
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LÉGENDE
20- Système de préhension 54- Support à mât
21- Butée d'amortisseur (embout) 55- Gaine de téflon
22- Poignée 30 56- Chemin de clé
23- Ressort d'amortissement 57- Trou pour graisser
24- Système d'inclinaison 58- Attache pivotante
25- Vis de l'amortisseur 59- Pivot du système
26- Mât 60- Vis de fixation
27- Chaîne du mât 35 61- Vis de pivot
io 28- Tige de forage 62- Corps principal du poignet
30- Mâchoire supérieure 64- Mécanisme d'élévation de mât
31- Dents 66- Barbotin menant
32- Mâchoire inférieure 68- Barbotin mené supérieur
33- Pivot de pince 40 69- Barbotin mené inférieur
34- Système d'actionnement 70- Renfort
35- Base fixe 72- Déflecteur supérieur
36- Piston 74- Déflecteur inférieur
37- Base mobile 76- Rouleau stabilisateur
38- Ressort 45 78- Vis d'ajustement de pression
39- Vis de tension de pince
40- Ensemble fixe
42- Ensemble inclinable
44- Pivot d'inclinaison
46- Second siège de piston
48- Premier siège de piston
50- Piston
52- Moteur
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