APPAREIL ROTOPERCUTANT HYDRAULIQUE DU TYPE PERFORATRICE

HYDRAULIC ROTARY PERCUSSIVE DEVICE OF THE DRILL TYPE

Abrégé français

L'invention concerne un appareil rotopercutant hydraulique du type perforatrice, destiné à la perforation de trous de mine, comportant : un mécanisme de frappe équipé d'un piston (5) mobile en translation suivant un axe de frappe et destiné à venir frapper un outil (10); un moteur hydraulique (2) entraînant en rotation l'outil (10) selon un axe de rotation, l'axe de rotation du moteur (2) étant sensiblement coïncidant à l'axe de frappe du piston (5), caractérisé en ce qu'il comporte un carter (1) formant support, le mécanisme de frappe étant hydraulique et comportant un corps longitudinal (4) monté en rotation dans le carter (1) suivant l'axe du corps (4), le corps (4) étant entraîné en rotation directement par le moteur et couplé à l'outil (10).

Abrégé anglais

The invention relates to a hydraulic rotary percussive device of the drill type, intended for drilling boreholes, comprising: a striking mechanism equipped with a piston (5) which is able to move translationally along a striking axis and is intended to strike a tool (10); a hydraulic motor (2) which rotates the tool (10) about an axis of rotation, the axis of rotation of the motor (2) being substantially coincident with the striking axis of the piston (5), characterized in that it comprises a support-forming casing (1), the striking mechanism being hydraulic and having a longitudinal body (4) rotatably mounted in the casing (1) about the axis of the body (4), the body (4) being rotated directly by the motor and coupled to the tool (10).

Revendications

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REVENDICATIONS
1. Appareil rotopercutant hydraulique du type perforatrice, destiné à
la perforation de trous de mine, comportant:
un carter (1) formant support,
un mécanisme de frappe hydraulique équipé d'un piston (5)
mobile en translation suivant un axe de frappe et destiné à venir frapper un
outil (10), le mécanisme de frappe comportant un corps longitudinal (4) couplé

à l'outil (10) et monté en rotation dans le carter (1) suivant l'axe du corps
longitudinal (4), le piston (5) étant monté de manière déplaçable en
translation
à l'intérieur du corps longitudinal (4) suivant l'axe du corps longitudinal
(4), et
-un moteur hydraulique (2) entraînant en rotation l'outil (10) selon
un axe de rotation, l'axe de rotation du moteur (2) étant sensiblement
coïncidant à l'axe de frappe du piston (5),
dans lequel le corps longitudinal (4) est entraîné en rotation
directement par le moteur.
2. Appareil rotopercutant selon la revendication 1, dans lequel le
moteur hydraulique (2) est raccordé à deux lignes d'alimentation en fluide
(15),
et le mécanisme de frappe est alimenté en fluide par deux conduits d'entrée
(7)
et de sortie (8), destinés à être reliés respectivement à des alimentations en

haute et basse pressions.
3. Appareil rotopercutant selon l'une des revendications 1 et 2,
dans lequel l'outil est couplé à une extrémité du corps (4).
4. Appareil rotopercutant selon l'une des revendications 1 à 3, dans
lequel le corps (4) est couplé à un arbre de sortie du moteur (2) au niveau de

son extrémiste.
5. Appareil rotopercutant selon l'une des revendications 1 à 3, dans
lequel le moteur est à arbre creux.
6. Appareil rotopercutant selon la revendication 5, dans lequel une
partie du corps (4) est solidaire en rotation de l'arbre creux du moteur (2).

Description

CA 02654496 2008-12-05
WO 2007/147979 PCT/FR2007/001038
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Appareil rotopercutant hydraulique du type perforatrice
L'invention concerne un appareil rotopercutant hydraulique du type
perforatrice, destiné à la perforation de trous de mine.
Des perforatrices sont utilisées dans diverses applications, telles
que le forage de carrières, de tunnels ou de mines.
Ces appareils sont composés d'une machine porteuse dite
porteur sur laquelle se trouve une glissière, cette dernière recevant un
appareil rotopercutant, du type perforatrice.
La perforatrice est généralement constituée d'un mécanisme de
frappe et d'un mécanisme de rotation. Celle-ci, installée sur le porteur,
reçoit
alors une puissance hydraulique et la transforme en puissance mécanique de
frappe et de rotation pour effectuer les trous de minage grâce à une barre de
forage et un taillant en contact avec le rocher.
Le mécanisme de frappe est généralement assemblé rigidement
dans le carter de l'appareil rotopercutant alors que le mécanisme de rotation
comprenant un moteur monté latéralement sur un axe parallèle à celui du
mécanisme de frappe, entraîne en rotation, par l'intermédiaire de pignons de
réduction, l'emmanchement de la barre de forage.
Cet emmanchement est donc animé d'un mouvement de rotation et
reçoit les chocs, fournis par le piston, du mécanisme de frappe.
L'inconvénient de cette solution classique réside dans le coût
important de l'appareil, dû à la présence de pignons qui sont des pièces
chères
et dont l'implantation dans l'appareil nécessite des dispositifs mécaniques
coûteux.
Le document CH338419 décrit un appareil rotopercutant
comportant :
- un mécanisme de frappe équipé d'un piston mobile en translation
suivant un axe de frappe et destiné à venir frapper un outil, et
- un moteur entraînant en rotation l'outil selon un axe de rotation
sensiblement coïncidant à l'axe de frappe du piston.
Le mécanisme de frappe est rapporté sur la face arrière du carter
du moteur.
Cette juxtaposition du carter et du mécanisme de frappe a pour
conséquence un dimensionnement important et une structure complexe de
l'appareil rotopercutant.


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Selon un mode de réalisation, le moteur est pneumatique. Dans ce
cas, la présence de pignons devient nécessaire. Il en résulte donc un coût
important de l'appareil.
L'invention tend à remédier à ces inconvénients en proposant un
appareil rotopercutant de structure simple et compacte, et dont le coût de
fabrication est réduit.
A cet effet, l'invention concerne un appareil rotopercutant
hydraulique du type perforatrice, destiné à la perforation de trous de mine,
comportant :
- un mécanisme de frappe équipé d'un piston mobile en translation
suivant un axe de frappe et destiné à venir frapper un outil,
- un moteur hydraulique entraînant en rotation l'outil selon un axe
de rotation, l'axe de rotation du moteur étant sensiblement coïncidant à l'axe
de
frappe du piston,
caractérisé en ce qu'il comporte un carter formant support, le
mécanisme de frappe étant hydraulique et comportant un corps longitudinal
monté en rotation dans le carter suivant l'axe du corps, le corps étant
entraîné
en rotation directement par le moteur et couplé à l'outil.
Un tel dispositif ne nécessite ainsi pas la présence de pignons ou
autre système, puisque l'axe de rotation est sensiblement confondu avec l'axe
du mécanisme de frappe.
Avantageusement, le moteur hydraulique est raccordé à deux
lignes d'alimentation en fluide, et le mécanisme de frappe est alimenté en
fluide
par deux conduits d'entrée et de sortie, destinés à être reliés respectivement
à
des alimentations en haute et basse pressions
Préférentiellement, l'outil est couplé à une extrémité du corps.
Selon une première forme de réalisation de l'invention, le corps est
couplé à un arbre de sortie du moteur au niveau de son extrémité.
Selon une deuxième forme de réalisation, le moteur est à arbre
creux.
Selon une caractéristique relative à la seconde forme de
réalisation, une partie du corps est solidaire en rotation de l'arbre creux du
moteur.
De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la
description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant,


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à titre d'exemple non limitatif, plusieurs formes d'exécution de cet appareil
rotopercutant.
Figure 1 est une vue en coupe partielle longitudinale d'un appareil
rotopercutant suivant une première forme d'exécution de l'invention ;
Figure 2 est une vue correspondant à la figure 1, d'une autre forme
de réalisation de l'invention.
La figure 1 décrit une première forme de réalisation de l'invention.
L'appareil rotopercutant, à savoir une perforatrice, comporte un carter 1
équipé
d'un moteur hydraulique 2 auquel sont raccordées deux lignes d'alimentation
15. Le moteur hydraulique 2 est situé à l'arrière de la perforatrice et
comporte
un arbre de sortie 3.
La perforatrice comporte en outre un mécanisme de frappe
hydraulique comprenant un corps 4 sensiblement cylindrique, à l'intérieur
duquel est monté un piston de frappe 5 de manière déplaçable en translation
suivant l'axe du corps 4.
Le corps 4 est couplé à l'axe de sortie 3 du moteur hydraulique 2, à
une première extrémité au niveau de laquelle est ménagé un logement central.
L'accouplement est réalisé par l'intermédiaire d'un entraînement
coaxial direct, par exemple du type arbre et logement cannelés ou
accouplement élastique.
L'axe du corps 4 coïncide ainsi avec l'axe de rotation du moteur 2,
le piston 5 étant disposé de sorte que l'axe de frappe, c'est-à-dire l'axe de
translation du piston 5 sur lequel est situé le point d'impact, à savoir le
point où
s'exerce la résultante des forces appliquées par le piston sur l'outil,
coïncide
avec l'axe de rotation du moteur 2.
La rotation du moteur 2 est assurée par le biais de paliers ou de
roulements 6 montés entre le carter 1 et le corps 4.
Le dispositif de frappe est en outre équipé d'une distribution
classique permettant le déplacement alternatif du piston 5.
Le fluide est ainsi amené au dispositif de frappe par l'intermédiaire
de conduits d'entrée 7 et de sortie 8, destinés à être reliés respectivement
aux
alimentations en haute et basse pressions.
Une série de joints rotatifs 9, disposés entre le corps 4 et le
carter 1, permet d'isoler l'ensemble.


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Le corps 4 du dispositif de frappe comporte en outre, au niveau
d'une deuxième extrémité, opposée à l'extrémité d'entraînement, un logement
destiné à l'emmanchement d'un outil 10 de perforation.
Cet emmanchement est par exemple réalisé par complémentarité
de forme, par l'intermédiaire de facettes et/ou de cannelures.
De manière connue en soi, le logement débouche sur la surface de
frappe 11 du piston 5, de sorte que l'outil 10 puisse être frappé par le
piston.
Ainsi, lors de l'utilisation de la perforatrice, le moteur hydraulique 2
entraîne l'outil 10 en rotation par l'intermédiaire du corps 4 du mécanisme de
frappe, le piston 5, animé d'un mouvement alternatif, venant en outre frapper
l'outil 10.
La figure 2 décrit un second mode de réalisation de l'invention dans
lequel les mêmes éléments sont désignés par les mêmes références que
précédemment.
Dans ce mode de réalisation, le moteur hydraulique 2 est à arbre
creux, le moteur étant disposé au niveau de l'extrémité d'emmanchement de
l'outil 10.
Le corps comporte, au niveau de cette extrémité, une zone
d'entraînement 12 de diamètre inférieur au diamètre du corps 4.
Cette zone d'entraînement 12, dont le diamètre externe correspond
sensiblement au diamètre interne de l'arbre creux du moteur 2, est disposée
dans celui-ci, de manière à ce que l'axe de rotation du corps 4 coïncide avec
l'axe de frappe du piston 5.
Le fonctionnement du dispositif de frappe ainsi que
l'emmanchement de l'outil dans le corps restent similaires au premier mode de
réalisation de l'invention.
Les deux modes de réalisation présentés définissent ainsi un
appareil de percussion de réalisation simple et peu coûteux.
Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seules formes
d'exécution de ce système, décrites ci-dessus à titre d'exemple, mais elle
embrasse au contraire toutes les variantes.

Dessin représentatif