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PROCEDE DE REMPLACEMENT D'UNE MOLETTE DE TUNNELIER,
DISPOSITIF DE MANIPULATION ET MOLETTE ADAPTES A UN TEL PROCEDE
DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention concerne un procédé de remplacement d'une molette de
tunnelier sur la tête de coupe d'un tunnelier, ainsi qu'un dispositif de
manipulation de la
molette et une molette adaptés à un tel procédé.
ARRIERE PLAN DE L'INVENTION
Une molette est un outil de coupe tournant librement sur un arbre solidaire de
la tête de
coupe d'un tunnelier.
Au cours de la rotation de la tête et sous l'action de la poussée, la molette
roule sur le
front de coupe et poinçonne la roche sous forme de plaques écaillées.
La tête de coupe comporte ainsi une pluralité de molettes réparties
régulièrement sur sa
surface.
Les molettes sont classiquement fixées dans un boîtier sur la tête de coupe au
moyen
de boulons.
Le problème du changement des molettes se pose particulièrement dans le cas de
tunneliers à front confiné, puisque l'accès à la tête de coupe et aux
fixations des molettes est
difficile et que l'environnement de travail est en conditions hyperbares.
Dans de tels tunneliers, le changement de molette est effectué, pour des
raisons de
sécurité, par l'arrière de la tête de coupe, c'est-à-dire du côté de la tête
de coupe opposé au
front de coupe.
La procédure de changement de molette exige fréquemment d'exercer des efforts
importants (coup de masse par exemple) pour décoller la molette usagée de son
boîtier, en
raison de coincements et de l'absence de guidage de la molette, ce qui est
difficilement
compatible avec un travail en conditions hyperbares.
A l'heure actuelle, la procédure de changement d'une molette consiste à
équiper la
molette d'anneaux de levage, de la lever à l'aide d'un palan coulissant le
long d'un rail, de la
charger sur un chariot traversant le sas matériel et de la ramener vers
l'arrière à l'abri du
bouclier, à pression atmosphérique.
Au cours du démontage, il est également nécessaire de collecter au fur et à
mesure
tous les éléments (cales, vis, boulons, etc.) nécessaires à la fixation de la
molette et qui
seront réutilisés pour le montage de la nouvelle molette.
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Avant d'introduire la nouvelle molette dans son boîtier, il faut la
positionner
adéquatement, ce qui nécessite une intervention manuelle délicate.
Une fois la molette poussée vers sa position d'utilisation, on met en place
plusieurs
cales de blocage que l'on fixe au moyen de boulons.
On comprend donc que cette procédure est longue et pénible pour les
opérateurs.
La présente invention vise à mettre en oeuvre un procédé de remplacement de
molette
qui pourrait permettre de réduire, l'intervention humaine lors du remplacement
d'une molette.
Une molette qui se prête à un tel procédé est également proposée.
Également, le dispositif de manipulation des molettes doit préférablement
pouvoir être
nettoyé facilement et ne pas comporter de zones de rétention d'eau ou de boue.
Enfin, ce dispositif doit préférablement pouvoir être utilisé dans les têtes
de coupe
existantes sans nécessiter de modifications de celles-ci.
BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION
Selon un premier aspect, il est proposé un procédé de remplacement d'une
molette
montée avec précontrainte dans un boîtier solidaire de la tête de coupe d'un
tunnelier, mis en
oeuvre avec une molette portant solidairement un organe pour son verrouillage
dans le boîtier
et des moyens d'application de ladite précontrainte.
Ledit procédé comprend les étapes de:
a) retrait d'une molette usagée dudit boîtier, comprenant les étapes suivantes
:
= bridage, sur le boîtier, d'un dispositif de manipulation adapté pour la
préhension
et le guidage de la molette,
= préhension de la molette par le dispositif de manipulation,
= libération de la précontrainte appliquée à la molette,
= déverrouillage de la molette vis-à-vis du boîtier,
= extraction de la molette du boîtier,
= débridage du dispositif de manipulation du boîtier,
b) mise en place dans ledit boîtier d'une molette de remplacement, comprenant
les
étapes suivantes :
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= préhension de la molette par le dispositif de manipulation,
= accostage puis bridage du dispositif de manipulation de la molette sur le
boîtier,
= introduction de la molette dans le boîtier, ladite molette étant guidée
par le
dispositif de manipulation,
= verrouillage de la molette dans le boîtier,
= application d'une précontrainte à la molette.
De manière particulièrement avantageuse, ledit procédé peut être mis en oeuvre
de
manière automatisée grâce à un système mécanisé équipant le dispositif de
manipulation de la
molette.
Pour la mise en oeuvre de ce procédé, la molette porte solidairement les
éléments qui
permettent son verrouillage et sa mise en précontrainte dans le boîtier.
Selon une certaine réalisation, ceci pourrait éviter toute perte de composants
lors de la
manutention, du démontage et du remontage de la molette.
Selon une forme d'exécution préférée du procédé, la molette est tenue par le
dispositif
de manipulation par l'intermédiaire de son organe de verrouillage.
Selon un deuxième aspect, une molette adaptée pour la mise en oeuvre dudit
procédé
de remplacement est proposé.
L'organe de verrouillage de ladite molette est adapté pour être immobilisé, de
sorte que
la molette constitue un bloc rigide en vue de sa manipulation.
Selon un mode de réalisation particulier, l'organe de verrouillage comprend
une
baïonnette mobile en rotation entre une position d'insertion de la molette
dans le boîtier et une
position de verrouillage de la molette dans le boîtier.
Les moyens de mise en précontrainte de la molette peuvent comprendre des vis
qui
sont portées solidairement de la molette.
Ainsi, lesdites vis de mise en précontrainte de la molette sont de préférence
portées de
manière imperdable par la baïonnette.
Selon un autre aspect, un dispositif est proposé pour la manipulation de la
molette dans
la mise en uvre dudit procédé de remplacement de molette.
Plus précisément, ce dispositif de manipulation comprend :
= un élément de bridage sur le boîtier,
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= un élément de préhension de la molette,
= des moyens de libération ou d'application de la précontrainte à la
molette,
= un élément d'extraction de la molette,
= un organe d'actionnement de l'organe de verrouillage de la molette.
De manière avantageuse, ledit dispositif comprend en outre des moyens de
nettoyage
du boîtier.
Par ailleurs, ledit dispositif comprend de préférence des moyens de transport,
d'accostage et/ou de bridage sur le boîtier par un robot.
Selon un autre aspect, un tunnelier est proposé comprenant une tête de coupe
et une
pluralité de molettes telles que décrites ci-dessus et des boîtiers solidaires
de la tête de coupe,
lesdits boîtiers portant des empreintes pour le verrouillage des molettes.
Lesdits boîtiers présentent avantageusement des empreintes pour l'accostage et
le
guidage d'un dispositif de manipulation de la molette tel que décrit ci-
dessus.
Enfin, les molettes et les boîtiers portent avantageusement des empreintes
d'appui
respectives complémentaires pour le centrage et guidage de la molette dans le
boîtier.
Selon un autre aspect, un procédé de remplacement d'une molette usagée montée
dans un boîtier solidaire de la tête de coupe d'un tunnelier avec une molette
de remplacement
est proposé, ledit procédé étant mis en uvre avec des molettes usagée et de
remplacement
chacune portant solidairement un organe pour verrouillage de la molette usagée
ou de
remplacement dans le boîtier et un organe pour l'application de précontraintes
à la molette
usagée ou de remplacement, ledit procédé comprenant les étapes de :
a) retrait de la molette usagée dudit boîtier, comprenant les étapes suivantes
:
= bridage, sur le boîtier, d'un dispositif de manipulation adapté pour la
préhension et le guidage de la molette usagée,
= préhension de la molette usagée par le dispositif de manipulation,
= libération de la précontrainte appliquée à la molette usagée, l'organe
d'application de ladite précontrainte demeurant attaché à la molette usagée,
= déverrouillage de la molette usagée v:s-à-vis du boîtier,
= extraction de la molette usagée du boîtier, l'organe pour le verrouillage de
la
molette demeurant attaché à la molette
usagée,
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= débridage du dispositif de manipulation du boîtier,
b) mise en place dans ledit boîtier de la molette de remplacement, comprenant
les
étapes suivantes :
= préhension de la molette de remplacement par le dispositif de
manipulation,
= accostage puis bridage du dispositif de manipulation sur le boîtier,
= introduction de la molette de remplacement dans le boîtier, ladite
molette de
remplacement étant guidée par le dispositif de manipulation,
= verrouillage de la molette de remplacement dans le boîtier,
= application des précontraintes à la molette de remplacement.
Selon un autre aspect, un ensemble de molette de remplacement configuré pour
être
monté de manière amovible dans un boîtier intégré dans une tête de coupe d'un
tunnelier est
proposé, l'ensemble comprenant :
= Une molette de remplacement;
= Un organe de verrouillage apte à verrouiller l'ensemble de molette de
remplacement à l'intérieur du boîtier; et
= Un organe pour appliquer des précontraintes à l'ensemble de molette de
remplacement, selon lequel l'organe de verrouillage et les précontraintes sont
fixés en permanence à la molette de remplacement de telle sorte que le molette
de remplacement, l'organe de verrouillage et les précontraintes puissent être
retirés comme un tout du boîtier.
Selon un autre aspect, un dispositif pour la manipulation d'une molette de
remplacement est proposé, ledit dispositif comprenant :
= un élément de bridage sur un boîtier confiné pour recevoir la molette de
remplacement,
= un élément de préhension d'une molette usagée,
= des moyens de libération ou d'application de précontraintes à la molette
usagée,
les précontraintes étant affixées de manière permanente à la molette usagée,
= un élément d'extraction de la molette usagée du boîtier,
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= un organe d'actionnement d'un organe de verrouillage de la molette de
remplacement pour verrouiller la molette de remplacement dans le boîtier.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description
détaillée qui va suivre, en
référence aux dessins annexés sur lesquels :
= la figure 1A présente une molette dans un boîtier et un dispositif de
guidage de
la molette dans une situation de changement de molette,
= les figures 1 B à 1 F illustrent les différentes étapes du procédé de
montage
d'une molette conformément à une réalisation particulière de l'invention,
= la figure 2 présente une molette en position dans son boîtier selon une
réalisation particulière de l'invention, la figure 3 est une vue de dessus
d'une
molette en position dans son boîtier - la figure 4 est une vue en coupe selon
H-H
de la molette et du boîtier illustrés à la figure 3,
= la figure 5 est une vue en coupe selon G-G de la molette et du boîtier
illustrés à
la figure 3,
= la figure 6 est une vue en coupe selon A-A de la molette et du boîtier
illustrés à
la figure 3,
= les figures 7A et 7B présentent le dispositif de manipulation de la
molette, le
boîtier et la molette en position respectivement insérée et sortie du boîtier
pendant le cycle de remplacement,
= la figure 8 présente une vue en coupe dans le plan longitudinal des
objets
illustrés à la figure 1 A.
= la figure 9 présente une vue en perspective du dispositif de manipulation
de la
molette (laquelle n'est pas représentée),
= les figures 10A et 10B présentent respectivement un exemple de dispositif de
manipulation monté sur un moyen de mise en place semi-automatisé et un
exemple de
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dispositif de manipulation monté sur la partie terminale d'un effecteur de
manutention
robotisée.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
5 Lors de la mise en service du tunnelier, chaque molette est installée
dans son boîtier en
étant soumise à une précontrainte qui lui permet de résister aux efforts
qu'elle subira lors de
la coupe.
De manière conventionnelle, le boîtier est quant à lui fixé sur la tête de
coupe,
typiquement par soudure.
Comme on le verra plus bas, la procédure de mise en place et d'extraction de
la molette
est facilitée par le fait que les éléments de verrouillage et de précontrainte
sont solidaires de
la molette.
Par solidaires on entend que les différents éléments permettant le
verrouillage et la
mise en précontrainte de la molette dans le boîtier peuvent avoir des
mouvements relatifs les
uns par rapport aux autres, mais qu'ils restent reliés mécaniquement les uns
aux autres sans
possibilité naturelle de séparation.
Procédé de remplacement d'une molette
L'extraction d'une molette usagée de son boîtier est mise en oeuvre au cours
des
étapes suivantes.
Retrait d'une molette usagée
Dans un premier temps, on amène jusqu'au boîtier, par la face arrière de la
tête de
coupe (c'est-à-dire, comme on l'a dit plus haut, par la face opposée au front
de coupe), un
dispositif de manipulation de la molette dont la structure sera décrite plus
bas au moyen d'un
exemple.
L'amenée du dispositif de manipulation peut être effectuée de manière semi-
automatisée au moyen d'un palan ou bien de manière totalement automatisée,
grâce à un
robot de manutention.
Le dispositif de manipulation et le boîtier présentent des empreintes
respectives qui
coopèrent pour permettre le guidage et l'accostage du dispositif de
manipulation sur le
boîtier.
Une fois en position, des éléments de bridage par exemple du dispositif de
manipulation
ou du robot porteur sont actionnés pour assurer le verrouillage du dispositif
sur le boîtier.
Comme on le verra plus bas, ces éléments de bridage peuvent consister en des
pions
de retenue mobiles d'un quart de tour agencés sur le dispositif de
manipulation pour retenir
des empreintes adéquates ménagées sur le boîtier.
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L'étape suivante comprend la préhension de l'organe de verrouillage de la
molette par
le dispositif de manipulation.
A cet effet, le dispositif de manipulation comprend avantageusement un élément
de
préhension adapté qui permet la saisie de la molette par l'intermédiaire de
l'organe de
verrouillage de la molette.
Il comprend en outre un organe d'actionnement adapté pour actionner le
déverrouillage
de la molette vis-à-vis du boîtier.
Par exemple, dans l'exemple de dispositif qui sera décrit plus bas, cet
élément de
préhension comprend des mors aptes à saisir l'organe de verrouillage de la
molette et
actionnables en rotation entre une position de verrouillage et une position de
déverrouillage
de la molette.
On notera que, si le dispositif de manipulation tel que décrit ci-dessus
utilise l'organe de
verrouillage de la molette pour la préhension de celle-ci, il serait également
tout à fait
envisageable que la molette présente des moyens distincts pour remplir ces
deux fonctions,
à savoir un organe de verrouillage et une interface de préhension.
A ce stade, la molette est toujours en précontrainte dans le boîtier et
verrouillée dans
celui-ci.
L'étape suivante du procédé comprend la libération de ladite précontrainte.
A cet effet, lorsque cette précontrainte est assurée par des vis, le
dispositif de
manipulation de la molette dévisse lesdites vis.
On peut alors déverrouiller la molette vis-à-vis du boîtier, en actionnant
l'élément de
déverrouillage du dispositif de manipulation vers la position de
déverrouillage de la molette.
Pour que la molette soit manipulable pour son extraction, il est nécessaire
que
l'ensemble des éléments solidaires de la molette soient immobiles les uns par
rapport aux
autres pour former un bloc rigide.
A cet effet, on remet en contrainte l'organe de verrouillage de la molette de
telle
manière que les éléments de la molette deviennent immobiles les unes par
rapport aux
autres.
Dans le cas illustré aux figures 1B à 6, où l'organe de verrouillage de la
molette 1 est
une baïonnette 4 en liaison pivot sur une traverse 6 et où les moyens de mise
en
précontrainte de la molette 1 sont des vis 5 portées par la baïonnette, ceci
revient à revisser
les vis 5 pour mettre en contrainte la baïonnette 4 contre la traverse 6 de la
molette.
On peut alors procéder à l'extraction de la molette de son boîtier, les
composants de la
molette étant immobiles les uns par rapport aux autres et constituant un bloc
rigide.
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Un effort relativement important est nécessaire, du fait de l'arc-boutement
résultant
principalement des contraintes en fonctionnement qui coincent la molette dans
son boîtier.
Le dispositif de manipulation de la molette comprend donc des éléments
d'extraction
(par exemple des vérins) qui permettent d'exercer la force d'extraction
nécessaire.
Une fois la molette extraite du boîtier, on débride le dispositif de
manipulation vis-à-vis
du boîtier, puis on nettoie le boîtier, par exemple par des jets d'eau à haute
pression, de
manière à pouvoir insérer plus facilement la nouvelle molette.
Enfin, on achemine l'ensemble constitué du dispositif de manipulation et de la
molette
jusqu'à l'atelier où la molette usagée sera démontée.
On peut procéder à un nettoyage du dispositif de manipulation avant de le
réutiliser
pour mettre en place une nouvelle molette.
Mise en place d'une molette de remplacement
Pour installer une nouvelle molette dans le boîtier, on procède dans l'ordre
inverse de
ces étapes.
Pour décrire ces étapes de montage, on s'appuiera à titre d'exemple sur les
figures 1B
à 1 F, mais il est entendu que ces figures ne présentent qu'un mode de
réalisation particulier
de la molette et que le procédé n'est pas limité à la mise en place de cette
molette
particulière.
En premier lieu, dans l'atelier, on fixe une molette neuve (plus précisément,
son organe
de verrouillage dans le cas illustré ici, ou bien son interface de préhension
lorsque l'organe
de verrouillage ne remplit pas la fonction de préhension de la molette) sur le
dispositif de
manipulation au moyen de l'élément de préhension mentionné plus haut.
Pour que la molette soit manipulable, on fait en sorte de rendre immobiles les
uns par
rapport aux autres ses différents composants pour qu'ils constituent un bloc
rigide.
En référence à la figure 1B, la molette 1 est tenue par le dispositif de
manipulation au
niveau de la baïonnette 4 (le dispositif de manipulation n'est pas illustré
sur les figures 1B à
1 F pour permettre de mieux visualiser les différents composants de la molette
et du boîtier).
Le dispositif de manipulation supportant la molette est amené en vis-à-vis de
la face
arrière du boîtier 2.
On précise que la face avant du boîtier est définie comme étant la face de
laquelle
débouche la partie rotative de la molette, vers le front de coupe ; la face
arrière du boîtier est
la face opposée, par laquelle on insère la molette.
Le boîtier 2 porte des empreintes (non illustrées ici) qui permettent le pré-
centrage et le
guidage, puis le bridage, du dispositif de manipulation.
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Ces empreintes sont par exemple des formes mâles agencées sur ses parois
extérieures, constituant des rails de guidage qui coopèrent avec des formes
femelles
complémentaires agencées sur le dispositif de manipulation.
Une fois qu'il est en position centrée sur le boîtier, le dispositif de
manipulation est bridé
sur celui-ci par ses éléments de bridage.
En référence à la figure 10, l'élément de préhension du dispositif de
manipulation est
alors avancé pour insérer la molette 1 jusqu'en butée dans son logement à
l'intérieur du
boîtier 2.
Grâce aux empreintes 20 agencées dans les parois intérieures du boîtier 2, la
molette
est automatiquement centrée par rapport à celui-ci.
Par ailleurs, la forme des empreintes 20 est prévue pour procurer des surfaces
d'appui
pour les extrémités 10 de l'arbre de la molette dans la partie avant du
boîtier.
En référence à la figure 1D, les vis 5 qui maintenaient la baïonnette 4 en
contrainte
contre la traverse 6 sont alors dévissées, de manière à permettre la rotation
de la baïonnette.
En référence à la figure 1E, l'élément de préhension qui tient la baïonnette 4
est
actionné en rotation vers la position de verrouillage de la molette 1 dans le
boîtier 2.
Dans le cas illustré ici, la baïonnette 4 est pivotée de 90 et vient se loger
derrière des
empreintes 21 (également visibles sur la figure 6) prévues dans le boîtier 2,
ce qui a pour
effet de verrouiller la molette dans le boîtier.
Il s'agit ensuite de mettre la molette en précontrainte pour qu'elle puisse
résister aux
efforts subis pendant la coupe.
A cet effet, l'organe d'actionnement du dispositif de manipulation actionne
les moyens
de mise en précontrainte de la molette pour appliquer une précontrainte par
l'arrière du
boîtier, cet effort étant supporté par les surfaces d'appui 20 du boîtier 2.
L'application de la précontrainte peut se faire par simple serrage des vis 5
dans la
traverse 6, ou, de préférence, par l'emploi de vérins entre la traverse 6 et
la baïonnette 4
suivi par la mise en butée des vis 5 dans la traverse 6.
Il s'agit d'une mise en précontrainte irréversible , en ce sens que les
moyens
d'application de la précontrainte ne permettent pas de la relâcher en
l'absence d'une action
d'un opérateur.
Dans le cas illustré à la figure 1F, les têtes de vissage du dispositif de
manipulation
vissent les vis 5 au couple souhaité.
La mise en place de la molette avec précontrainte étant achevée, on détache le
dispositif de manipulation de la molette et on le débride du boîtier.
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La mise en oeuvre du procédé qui vient d'être décrit a donc été rendue
possible par la
conception d'une nouvelle structure de molette et d'un nouveau dispositif de
manipulation de
la molette, qui seront décrits successivement ci-dessous.
Par rapport à la procédure connue dans laquelle on met en place la molette sur
la tête
de coupe puis on la fixe et on la contraint au moyen de vis et de cales, la
procédure utilisant
l'ensemble molette-dispositif de manipulation présente l'avantage de pouvoir
être mise en
oeuvre par un dispositif mécanisé, ce qui permet de réduire ou de supprimer
une intervention
humaine longue et pénible.
Par ailleurs, le centrage de la molette dans le boîtier se fait de manière
automatique par
les parois du boîtier, ce qui évite l'emploi de cales comme dans les molettes
existantes.
On peut noter également que le boîtier étant dépourvu de filetages, il
présente peu de
risque d'endommagement, et requiert peu de réparation.
Enfin, le boîtier peut être mis en place sur une tête de coupe existante sans
nécessiter
d'adaptation particulière de celle-ci.
Cependant, on comprend bien qu'une mise en place manuelle de la molette comme
pratiquée dans l'art antérieur reste possible ; cette mise en place est même
facilitée par le fait
que la molette porte solidairement tous les éléments nécessaires à sa
fixation, ce qui
affranchit les opérateurs de la manipulation des vis et cales habituellement
utilisées.
Exemple de molette adaptée à la mise en oeuvre du procédé
On décrit maintenant, en référence aux figures 2 à 6 une conception de molette
adaptée à la mise en oeuvre de ce procédé.
Il s'agit de la molette illustrée aux figures 113 à 1F qui ont été commentées
plus haut.
La figure 2 illustre la molette 1 à l'intérieur du boîtier 2, une des parois
latérales du
boîtier n'apparaissant pas.
De manière connue en soi, la molette 1 est librement mobile en rotation autour
d'un
arbre comprenant deux extrémités 10 disposées de part et d'autre de la
molette.
Les extrémités 10 de l'arbre ont par exemple une forme polygonale qui permet
leur
emboîtement sur deux supports 7 présentant une forme complémentaire
(octogonale sur
l'exemple de la figure 2), auxquels ils sont fixés par des vis.
Lesdits supports 7 sont reliés par une traverse 6 qui présente une forme
générale de U.
Les supports 7 sont fixés à la traverse 6 par des vis 70 (visibles également
aux figures
3 et 5) placées aux quatre coins de celle-ci.
Par ailleurs, la molette 1 porte solidairement un organe de verrouillage
actionnable
entre une position de verrouillage où la molette est fixée dans le boîtier 2,
et une position de
déverrouillage permettant l'insertion et l'extraction de la molette du
boîtier.
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Ici, cet organe de verrouillage comprend une baïonnette 4 qui est montée sur
la
traverse 6 par une liaison pivot autour d'un axe 40.
La molette porte également solidairement des moyens de mise en précontrainte
dans le
boîtier.
5 Ces
moyens de mise en précontrainte sont préférentiellement des organes mécaniques
irréversibles tels que des boulons et/ou des vérins agencés entre l'organe de
verrouillage et
la traverse de la molette.
Par irréversible , on entend dans le présent texte que ces organes ne
peuvent
relâcher la contrainte appliquée sans une intervention intentionnelle avec un
dispositif de
10 démontage.
Dans l'exemple illustré ici, ces moyens de mise en précontrainte sont des vis
5 portées
de manière imperdable sur la baïonnette 4 et qui, lorsqu'elles sont vissées
avec un couple
approprié, appliquent à la molette verrouillée dans le boîtier la
précontrainte d'intensité
souhaitée.
Il est important de relever que l'ensemble des composants nécessaire au
verrouillage
de la molette dans le boîtier et à la mise en précontrainte de la molette (à
savoir
principalement, dans l'exemple illustré ici, la baïonnette 4 et les vis 5)
sont solidaires de la
molette, c'est-à-dire qu'ils sont liés mécaniquement à celle-ci sans
possibilité de démontage
autre qu'un démontage intentionnel (par exemple en vue d'une réparation).
Par ailleurs, ces composants peuvent être immobilisés les uns par rapport aux
autres
en vue de constituer un bloc rigide permettant la manutention de la molette.
Il va de soi que l'homme du métier pourra envisager une structure différente
de molette,
également utilisable dans le procédé décrit ci-dessus, sans pour autant sortir
du cadre de la
présente invention.
Par exemple, il pourra utiliser un autre principe de verrouillage que la
baïonnette 4, pour
autant que les éléments de fixation soient solidaires de la molette et
puissent constituer un
ensemble rigide pour la manutention de la molette.
De même, le nombre de vis représentées sur ces figures n'est qu'indicatif, et
l'homme
du métier pourra tout à fait modifier le nombre de vis, et/ou proposer
d'autres moyens
d'application de la précontrainte à la molette, sans sortir de la portée de la
présente
invention.
Dispositif de manipulation de la molette
La figure 9 illustre un exemple de dispositif de manipulation 3 de la molette.
Le dispositif 3 comprend un châssis 31, qui supporte des éléments permettant
son
centrage puis son bridage sur le boîtier.
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Les éléments de centrage sont par exemple des formes agencées sur le châssis
qui
coopèrent avec des formes complémentaires du boîtier, remplissant ainsi une
fonction de
guidage du dispositif par rapport au boîtier.
Dans l'exemple illustré ici, les éléments de bridage comprennent quatre pions
33 en
forme de quart de cercle, et mobiles en rotation.
Ces pions 33 viennent se loger dans des rainures agencées sur le boîtier de
manière à
assurer la fixation du châssis 3 sur le boîtier 2.
Le dispositif 3 comprend également un organe d'actionnement 36 logé dans le
châssis
31.
Ici, l'organe d'actionnement est mobile en translation (au moyen de vérins 35)
et en
rotation par rapport au châssis 31.
Le dispositif 3 comprend en outre un élément de préhension adapté pour tenir
la
molette, et plus particulièrement l'organe de verrouillage de celle-ci.
L'élément de préhension est monté sur l'organe d'actionnement 36, et est ainsi
actionnable à la fois en translation pour insérer ou extraire la molette du
boîtier et en rotation
pour verrouiller ou déverrouiller la molette dans le boîtier.
Dans l'exemple illustré ici, l'élément de préhension comprend des mors 34
adaptés
pour saisir la baïonnette 4 de la molette.
Les mors 34 peuvent s'écarter d'une distance supérieure à la largeur de la
baïonnette
pour permettre sa préhension ou sa libération, et se rapprocher pour tenir
fermement la
baïonnette.
Grâce à leur liaison avec l'organe d'actionnement, les mors 34 sont également
mobiles
en rotation d'au moins un quart de tour entre une position où la baïonnette
est en position
permettant l'insertion de la molette dans le boîtier, et une position où la
baïonnette est en
position de verrouillage de la molette dans le boîtier.
Le dispositif de manipulation 3 comprend encore des moyens d'application ou de
libération de la précontrainte à la molette, qui coopèrent avec les moyens de
mise en
précontrainte de la molette.
Ces moyens comprennent des têtes de vissage 32 reliées à des corps de
visseuses 37,
montés dans l'organe d'actionnement 36, et adaptées pour visser ou dévisser
les vis 5 de
mise en précontrainte de la molette.
Le dispositif 3 comprend par ailleurs des éléments d'extraction de la molette.
Dans l'exemple illustré ici, ces moyens d'extraction sont des vérins 35
agencés entre le
châssis 31 et l'organe d'actionnement 36.
CA 02785364 2012-06-21
WO 2011/076616 PCT/EP2010/069620
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Dans la situation illustrée à la figure 7A, où la molette 1 est dans sa
position de
fonctionnement dans le boîtier 2, le châssis 31 du dispositif 3 est bridé sur
le boîtier 2 au
moyen des pions 33 et les vérins 35 sont en position rétractée, de sorte que
l'organe
d'actionnement 36, et donc les mors 34 et les têtes de vissage 32 peuvent
actionner
respectivement la baïonnette et les vis de précontrainte de la molette.
Dans la situation illustrée à la figure 7B, où l'on extrait la molette 1 du
boitier 2, le
châssis est toujours bridé sur le boîtier 2 grâce aux pions 33, mais les
vérins 35 sont en
position déployée, ce qui a pour effet de reculer l'organe d'actionnement 36,
et donc les mors
34 qui tiennent la baïonnette.
Le dispositif 3 peut également comprendre tout autre composant que l'homme du
métier jugera utile.
Ainsi, par exemple, il comprend des moyens (non illustrés) pour le nettoyage
du boîtier
après l'extraction de la molette usagée.
Ces moyens peuvent consister notamment en des jets d'eau à haute pression.
Sur l'exemple illustré à la figure 9 (ainsi qu'a la figure 10A, où il est
représenté en
perspective avec la molette), le châssis 31 du dispositif de manipulation est
entouré par un
arceau 38 qui est destiné à être accroché à un palan (non représenté).
Ceci correspond à un mode d'exécution semi-automatisé, qui peut être mis en
oeuvre
par exemple en mode dégradé, lors d'opérations de maintenance.
La figure 10B illustre quant à elle une forme d'exécution du dispositif de
manipulation 3
destiné à être monté sur la partie terminale d'un effecteur de manutention
robotisée, qui est
préférentiellement utilisé pour l'exploitation du tunnelier.
N'est représentée sur cette figure qu'une plaque avant 42 du robot de
manutention, qui
présente un évidement pour recevoir le dispositif de manipulation.
Ledit robot est notamment animé d'un mouvement de translation dans l'axe du
boîtier,
et possède des moyens de commande du dispositif de manipulation.
Le dispositif de manipulation 3 est relié à la plaque 42 par un ensemble 41 de
vérins de
type hexapode, qui permet d'amener le dispositif 3 en vue de son verrouillage
sur le boîtier
puis de le retirer.
Le dispositif de manipulation qui est illustré est particulièrement adapté à
la molette
représentée.
On comprend naturellement que la forme des composants de ce dispositif de
manipulation pourra varier en fonction de la forme de la molette
correspondante, sans pour
autant sortir du cadre de la présente invention.
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WO 2011/076616 PCT/EP2010/069620
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Enfin, il va de soi que les exemples que l'on vient de donner ne sont que des
illustrations particulières en aucun cas limitatives quant aux détails de mise
en oeuvre de
l'invention.
