<Desc/Clms Page number 1>
PERFECTIONNEMENTS APPORTES AUX MACHINES POUR L'EXTRACTION DU CHARBON ET DES
MINERAIS.-
La présente invention a trait aux machines servant à l'extrac- tion du charbon et des autres substances minérales et faisant partie d'une classe de machines antérieurement proposées du type comportant une large tête porte-outils en forme de coin qui est destinée, au cours de l'avance- ment de la machine, à détacher la substance minérale du front de taille de la couche en fendant ladite substance suivant un plan situé en arrière du dit front de taille. Lorsque, ainsi que cela est habituellement désirable, la machine est double, c'est-à-dire destinée à travailler à volonté par l'une ou l'autre de ses extrémités en se mouvant dans les deux sens de sa direction longitudinale, il existe deux porte-outils de ce.genre.
Dans une construction proposée antérieurement, la machine de- vait comprendre : - deux éléments relativement mobiles entrant en contact avec le sol, lesquels éléments étaient propulsés pas à pas le long du front de taille d'une couche de substance minérale dont on envisageait l'extraction ; un dispositif à vérin porté par l'un au moins des dits élé- ments et servant à ancrer cet élément à la mine ; une unité de propul- sion reliant entre eux ces deux éléments de manière à propulser chacun d'eux d'un échelon vers l'avant pendant que l'autre est temporairement stationnaire.
Conformément à la présente invention, une machine d'extrac- tion du type spécifié comprend un bâti portant la tête ou les têtes porte- outils, un appareil de propulsion à cylindre et piston, un dispositif à vérin extensible et contractile et destiné à s'arc-bouter entre le toit et le sol pour établir un arcrage'temporaire servant de butée pour l'ap- plication de la force de propulsion, un ensemble d'ancrage auquel un des éléments de l'appareil de propulsion est incorporé et sur lequel est mon- té le dispositif à vérin, l'appareil de propulsion agissant longitudina- lement entre'l'ensemble d'ancrage et le bâti pour faire avancer l'un et l'autre de ces deux organes alternativement, et des guides portés par le bâti et servant à supporter et guider l'ensemble d'ancrage pendant chacun des avancements du dit ensemble.
Pendant le fonctionnement de la machine,
<Desc/Clms Page number 2>
on fait fonctionner le vérin de manière à arc-bouter l'ensemble d'ancrage entre le toit et le plancher de la mine, on fait fonctionner l'appareil à cylindre et piston pour propulser le bâti le long du front de taille et provoquer ainsi l'exécution d'une taille par la tête porte-nutils, on con- tracte le dispositif à vérin pour le dégager de la position d'arc-boute- ment qu'il occupait précédemment entre le toit et le sol et on fait fonc- tionner le dit appareil de propulsion pour faire avancer librement le dit ensemble le long des guides de manière à l'amener à une nouvelle posi- tion où il est prêt pour la course de taille suivante.
De préférence, l'appareil de propulsion comprend un piston à double effet travaillant dans un cylindre hydraulique incorporé à l'en- semble d'ancrage, ce piston pouvant se mouvoir librement par rapport au bâti et ses extrémités opposées étant disposées de façon à pouvoir s'ap- pliquer sur les extrémités du bâti de façon qu'elles n'exercent qu'une poussée sur le bâti, quel que soit le sens de l'action.,
Un exemple d'une machine double pour l'extraction du char- bon, établie conformément à l'invention, est représenté sur les dessins annexés dans lesquels :
Figures 1 et 2 sont respectivement une vue en élévation et une vue en plan de la machine.
Figure 3 est une coupe verticale d'un vérin hydraulique et des pièces associées à ce vérin, vue dans la direction de la figure 1.
Figure 4 est une coupe horizontale du bâti de la machine et du dispositif de propulsion, cette coupe étant prise approximativement par la ligne 4-4 de figure 1.
Figure 5 est une vue de détail à plus grande échelle, en coupe par la ligne 5-5 de figure 1.
Les têtes porte-outils sont généralement désignées par 10 et 11 respectivement. Dans le présent exemple, chacune de ces têtes comprend un couteau extrême ou menant, 12, situé à un niveau intermédiaire, deux couteaux 13 et 14 situés au-dessus du couteau 12, et un ensemble à couteaux de sol 15, tous ces couteaux étant pourvus de tranchants qui travaillent approximativement dans le plan vertical A-A (figure 2),en effectuant l'o- pération de taille principale sur le charbon.
Les tranchants situés dans un plan vertical sont indiqués en 12A, 13A, 14A, et 15A, respectivement, chacun des ensemble à couteaux de sol 15 comporte aussi un tranchant ho- rizontal 15B, cet ensemble ayant ainsi le caractère d'une pelle ou aube dé- flectrice dont le rôle est d'enlever le charbon du sol, de le soulever et de le faire dévier latéralement jusqu'à un transporteur (non représenté).
Chacune des têtes porte-outils comprend aussi un ensemble à couteau de toit 16, à tranchant horizontal.
Chacune des têtes portant ces divers couteaux est une lourde structure assujettie à une paroi extrême 17 (ou 18) du bâti de la machine d'extraction.
D'une façon générale, la machine d'extraction est constituée par un corps lourd qui comprend le bâti susmentionné portant les porte-ou- tils 10, 11 et les éléments 19 et 20 du mécanisme à cylindre à piston ser- vant à propulser ce bâti, en combinaison avec un dispositif à vérin 21.
22 qui est destiné à s'arc-bouter entre le toit et le sol et est relié à l'élément 19 du mécanisme de propulsion de manière à constituer une butée temporairement fixe pour l'application de la force de propulsion. Le cy- lindre de propulsion 19 et le dispositif à vérin constituent collective- ment un système d'ancrage. Le bâti comprend, en plus des parois extrêmes 17 et 18, deux lourdes barres horizontales 23 et qui relient entre elles rigidement les dites parois. La barre 23 est située à un niveau relative- . ment bas et près du côté intérieur de la machine, c'est-à-dire près du cêté le plus rapproché du front de taille de la couche de charbon, repré- senté à la figure 2 par le plan A-A. La barre 24 est disposée à un iii- veau intermédiaire et sur le côté extérieur de la machine.
Les deux bar-
<Desc/Clms Page number 3>
res 23, 24 constituent des guides sur lesquels est destiné à coulisser un chariot en forme de bloc généralement désigné par 25. Ce chariot, auquel est incorporé l'élément.19 de l'appareil de propulsion à cylindre et piston, porte, en outre, l'élément cylindre 21 du dispositif à vérin.
Les têtes porte-outils 10 et 11 sont pourvues de semelles 10A et 11A, respectivement, qui peuvent glisser sur le sol de la mine et qui contribuent, conjointement avec les ensembles à couteaux de sol 15, à supporter le poids entier de la machine.
Dans le présent exemple, le mécanisme de propulsion à cy- lindre et piston est une seule unité hydraulique dont le cylindre 19 du type à double effet, est disposé dans le chariot 25 le long du côté intérieur de la machine. Le piston 20 de cette unité de propulsion fait saillie hors des deux extrémités du cylindre 19. Les extrémités de ce piston sont situées en regard de deux tampons ou butées 26 prévus sur les parois extrêmes 17, 18 du bâti. Le piston possède une longueur légèrement inférieure à la distance qui sépare les butées 26, de sorte qu'un léger mouvement longitudinal est possible entre le dit piston et le bâti.
Il s'ensuit que lorsque le piston est refoulé longitudinalement dans l'un ou l'autre des deux sens par rapport à son cylindre 19 solidaire du cha- riot 25, le piston et le bâti se comportent comme une unité qui, ou bien avance par rapport au chariot temporairement fixe 25, ou bien reste station- naire pendant que le chariot avance.
Le fait que le piston 20 est méca- niquement indépendant du bâti assure l'avantage important, dans la pra- tique, que la déformation à laquelle le bâti serait susceptible d'être sou- mis en raison du travail très puissant de la machine n'est pas transmise au piston, qui, ainsi protégé contre les efforts de flexion et de torsion, peut coulisser librement dans son cylindre, étant soumis uniquement à des efforts de compression longitudinaux résultant de la poussée exercée dans les deux sens de la direction longitudinale sur le bâti.
Dans le présent exemple, le dispositif à vérin 21, 22 est un vérin hydraulique qui est disposé verticalement dans le chariot 25 sur le côté extérieur de la machine. Ce vérin est monté dans un boîtier 27 fai- sant partie de la structure du chariot 25. Le cylindre 21 du vérin cou- lisse verticalement dans ce boîtier et possède un élargissement- partielle- ment sphérique 21A autour du centre duquel le vérin peut s'incliner par rapport au boîtier.. Le cylindre 21 et le piston de l'élément à commande par piston 22 sont du type à double effet.
Le cylindre 21 est pourvu d'une lourde semelle 28 qui est destinée à entrer en contact avec le sol de la mine lorsque le vérin est développé et qui exerce une poussée vers le haut sur des bossages d'appui 29 prévus sur la face de dessous du boîtier 27 lorsque le vérin est entièrement contracté. L'élément à commande par pis- ton 22 est pourvu d'une tête ±± qui est destinée à entrer en contact avec le toit de la mine lorsque le vérin est complètement développé et qui repo- se sur des bossages d'appui 31 portés par le boîtier 27 lorsque le vérin est contracté. A ce moment, les bossages 31 supportent le poids du vérin.
La tête est reliée à l'élément 22 par un joint universel 32 ce qui per- met à la dite tête de s'incliner librement, entre certaines limites, dans toutes les directions. La disposition est telle que le vérin peut ainsi s'adapter à des ondulations du toit ou du sol.
Le cylindre 21 du vérin peut tourner librement par rapport au boîtier 27 autour de l'axe du vérin, qui est indiqué par une croix B à la figure 2. De cette façon, lorsque le vérin à été développé pour entrer en prise à la fois avec le sol et avec le toit, la machine peut encore pivoter latéralement autour de l'axe B.
Pour faire fonctionner les unités hydrauliques à cylindre et piston 19 20, d'une part, et 21, 22 d'autre part, qui constituent le mé- canisme de propulsion et le vérin de la.machine, il est prévu tout équi- pement de pompage hydraulique approprié, un tel équipement étant porté dans le présent exemple par le chariot 25 Cet équipement comprend une pompe 33 à commande par moteur électrique, un réservoir 34 duquel la-pom-
<Desc/Clms Page number 4>
pe puise le liquide hydraulique (de l'huile), un robinet à commande manuel- le 35 permettant de diriger le liquide hydraulique pour l'amener aux extré- mités appropriées des cylindres 19 et 21 et d'une tuyauterie appropriée 36 (figure 1) ou l'en retirer.
Comme on le voit à la figure 2, la tuyau- terie comprend deux tuyaux flexibles 37, 38 qui communiquent avec les ex- trémités opposées du cylindre 21 du vérin. Comme l'équipement hydrauli- que peut être de toute construction courante, il n'a été représenté que d'une façon schématique.
Le couteau menant 12 de chacun des porte-outils 10 et 11 est combiné avec un bossage d'appui 39 dont la face est située dans le plan de coupe A-A, ce bossage étant destiné à glisser sur le nouveau front de taille pendant chacun des courses de travail de la tête 10 (ou Il) qui le porte. De plus, chacun des couteaux menants est lui-même angulairement ajustable,.latéralement, ce qui permet de modifier la position qu'il oc- cupe par rapport au bossage correspondant 39 pour réfiler l'action de taille.
Comme représenté aux figures 1 et 5, le couteau 12 est assemblé par un axe-pivot vertical avec un bras 41 s'-étendant vers l'avant à partir de la tête 10 (ou Il) Deux vis sans tête ajustables traver- sent le couteau et prennant appui sur une face dressée du bras 41 de manière à fixer la position angulaire du couteau. Un boulon pivotant 44, assujetti au bras 41 traverse le couteau et assure les vis ferme- ment appliquées sur la face 43.
Le fonctionnement de la machine est le srivant : on supposera que la machine, telle qu'elle est représentée sur le dessin, doit travailler de gauche à droite, c'est-à-dire que la tête 11 consti- tue l'organe menant et agit sur le front de taille, alors que la tête 10 constitue l'organe mené et est traînée librement. On supposera aussi que le chariot 25 et le vérin 21, 22 occupent les positions représentées et que l'équipement hydraulique est en service.
La première action de la machine est de lancer la tête 11 vers l'avant pour l'accomplissement de sa course de taille. A cet effet, on manoeuvre le robinet de commande de façon à développer le vérin 21, 22.
Il s'ensuit que le cylindre 21 du vérin est repoussé vers le bas juwqu'à ce que sa semelle 28 vienne reposer sur le sol, après quoi l'élément à commande par piston 22 s'élève jusqu'à ce que sa tête 30 entre en contact avec le toit,le vérin s'arc-boitant finalement entre le toit et le sol en effectuant son propre ancrage et celui du chariot 25 On manoeuvre ensuite le robinet 35 de façon à repousser le piston 20 du mécanisme de pro- pulsion vers la droite, c'est-à-dire qu'on fait fonctionner ce mécanisme de manière à pousser le bâti 17, 18, 23.24 vers l'avant. Il en résulte qu'une course de taille s'effectue par la tête 11 pendant que le bâti coulisse sur le sol de la mine en regard de l'ensemble arc-bouté du vérin et du chariot.
On manoeuvre ensuite le robinet 35 de façon qve le vérin soit actionné pour faire descendre sa tête à l'écart du toit et relever sa semelle à l'écart du sol. L'ensemble du chariot 25 et de toutes les pièces qu'il supporte est maintenant supporté par le bâti au-dessus du sol de la mine.
Finalement, on manoeuvre le robinet 35 de façon à faire fonctionner l'unité de propulsion dans le sens opposé au précédent, de sorte que son piston 20 se trouve lancé vers la gauche. Ceci fait glisser vers l'avant le cylin- dre de propulsion 19 avec l'ensemble du chariot 25 et du vérin 21, 22, ce mouvement étant libre de toute obstruction de la part du sol on du toit et s'effectuant le long des guides 23, 24 du bâti, à titre préparatoire à un nouvel ancrage.
Lorsque chacune des courses de travail est effectuée par la machine, la force de la course est dirigée dans un plan contenant l'axe central B du vérin et passant par le point approximatif auquel les tran- chants principaux 12A, 13A, 14A, et 15A de la tête en action 11 agissent sur le charbon.
A la figure 2, le plan approximatif contenant la force ap- pliquée est indiqué par la flèche C, dont la direction est oblique par rapport qu plan de coupe A-A. Pendant toute l'étendue de la course de taille, non seulement le bâti 17, 18, 23,24 continue à coulisser en re-
<Desc/Clms Page number 5>
gard du vérin arc-bouté 21, 22, mais, à mesure que la course progresse, l'o- bliquité de la ligne d'application C diminue légèrement en raison du pivo tement du bâti par rapport au vérin. Grâce au montage universel, prévu en 21A, du dispositif à vérin, le bâti peut suivre librement les ondulations du sol de la mine.
On voit ainsi que, dans la machine à extraire la houille qui a été décrite, le vérin vertical 21, 22 s'arc-boutant entre le toit et le sol est d'une part déporté vers l'extérieur par rapport à l'unité de propulsion longitudinale à cylindre et piston 19, 20, et d'autre part assemblé de fa- çon pivotante avec cette unité, de sorteque la poussée qu'exerce le pis- ton vers le front de taille dans une direction inclinée vers l'intérieur in- flue sur la taille effectuée par le porte-outils menant 11, cette influence étant limitée par le bossage ou élément de poussée 39 de ce porte-outils.
Comme il ressort de la figure 2, le centre de la poussée totale du vérin, représenté par la croix B, est sensiblement déporté vers l'exté- rieur par rapport à la ligne d'action du piston propulseur 20, et ce dans une mesure telle que la ligne de poussée approximative, représentée par la flèche C, fait, avec le plan de coupe A-A, un angle suffisamment grand pour éviter ou supprimer en substance toute tendance du porte-outils à se déga- ger du front de taille.
De plus, le fait que le bâti peut pivoter librement autour du point d'ancrage B évite ou réduit au-minimum les efforts de flexion ou autres auxquels le bâti est susceptible d'être soumis; toutefois, ainsi qu'il a été expliqué précédemment, de tels efforts ne sont pas communiqués à l'appareil de propulsion 19, 20.
Le brevet belge N P.V. 32321 déposé le même jour, au nom de la Société déposante, pour : "Perfectionnements aux machines pour l'extrac- tion du charbon et des minerais", décrit et représente par ses dessins une machine d'extraction identique à la présente machine, mais couvre d'autres caractéristiques que le présent brevet.