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L'invention concerne un raccordement par emboîtement à articulation à rotule de pièces où non seulement des forces mécaniques, mais également des fluides hydrauliques ou pneumatiques sont transmises de l'une à l'autre des pièces.. Par exemple, des fluides peuvent être amenés depuis une pompe jusqu'à un cylindre d'actionnement et peuvent être ramenés à la pompe depuis le dit cyh- lindre.
Des raccordements par emboîtement à articulation à rotule connus se limitent à un accouplement purement mécanique des pièces* Le raccordement hy- draulique est obtenu au moyen de tuyaux. On connaît également des raccordements par emboîtement à articulation à rotule qui sont exécutés sous la forme d'ac- compléments à tubes.
Dans ces raccordements, l'articulation à rotule est creuse dans le.sens axia
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L'invention vise à procure un raccordement par emboîtement à arti- oulation à rotule dans lequel deux branches de canalisation, rendues étanchez l'une par rapport à l'autre, par exemple la double canalisation d'un cylindre d'actionnement à double action, sont conduites à travers l'articulation à rotule,
Suivant l'invention, dans un raccordement par emboîtement à articula- tion à rotule de deux pièces reliées hydrauliquement l'une à l'autre, une bille est disposée dans l'une des pièces. La bille est munie de deux canaux qui dé- bouchent dans un double tenon de canalisation concentrique de la bille.
Le dit tenon s'emboîte dans une double chambre de l'autre pièce afin de procurer le raccordement.
De préférence, l'un des canaux doit être orienté le long de la ligne polaire et l'autre transversalement par rapport au premier.
La bille peut être divisée en deux et chaque moitié peut être reliée à un tenon creux du double tenon de canalisation de manière qu'il suffise d'em- boiter les deux pièces l'une dans l'autre, tandis que leur centrage est obtenu par le segment sphérique, En équilibrant la face de piston, la bille ne peut présenter qu'une pression moyenne dans le segment sphérique, et ce, même à pression élevée du fluide.
L'étanchéité de la bille contre une pression élevée du fluide peut 8tre obtenue en munissant la dite bille d'une machette conique à rainure annu- laire, généralement avantageuse lorsqu'il s'agit de joints à billes à haute pression.
La bille peut être prévue pour absorber les forces d'appui mécaniques du raccordement. Toutefois la bille peut être entourée d'une sphère concentrique plus grande et peut être libérée par cette dernière des forces d'appui mécaniques,,* Dans une forme d'exécution avantageuse, la partie, absorbant les forces mécaniques' de l'articulation peut être formée par une calotte et par une enveloppe en caout- chcuc.
Une forme d'exécution, donnée à titre d'exemple non limitatif, est représentée au dessin annexé qui illustre une coupe longitudinale d'un pied d'étançon hydraulique de mine qui est introduit dans une pièce de réception pour des étançons de longueur différente, L'étançon extérieur 2 d'un étançon de mine est soudé à une pièce de pied 1. L'étançon intérieur, pouvant être abaissé et soulevé comme un piston
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dans l'étançon extérieur, n'est pas représenté. La chambre réservoir pour le fluide sous pression et située au-dessus du piston formé par l'étancon inté- rieur, est reliée à la pièce de pied 1 au moyen d'un tube 3 traversant le piston non-représenté.
La. pièce de pied 1 est placée dans une pièce de récep- tion 4 pouvant former partie de la semelle d'un cadre de soutènement mais qui, toutefois, n'est représentée au dessin qu'en tant que pièce de réception afin d'illustrer le principe.
Le fond de la pièce de pied 1 est sphérique et repose dans une ca- lotte 5 de la pièce de réception. Un col 6 de la pièce de réception 4 porte une enveloppe en caoutchouc mou 7 qui est assurée contre tout enlèvement au moyen de la bride 8. Concentriquement par rapport à la calotte 5; la pièce de pied 1 est munie d'une poche sphérique 9 dont la partie inférieure est formée par un anneau d'épaulement 11, maintenu par une bague de retenue 10 s'enclen- chant dans une rainure annulaire.
La pièce de pied 1 porte une chambre de mou- vement 12, un forage de raccord 13 vers la chambre de haute pression 14 de l'étançon, un forage de raccord 15 vers le tube 3 et un forage transversal 16 muni d'un bouchon d'obturation 17. la poche sphérique 9 contient une bille séparée en deux 18 dont la moitié avant 19 forme une seule pièce avec un tenon creux intérieur 20, tandis que la moitié arrière 21 de la bille forme également une seule pièce avec un tenon creux extérieur 22. La bille 18 est munie, dans sa ligne polaire A, d'un forage 23 et, dans la ligne équatoriale B, de canaux 24 qui débouchent dans une chambre annulaire 25 à laquelle est relié, à un angle de 90 , un canal annulaire @ 26 formé par le tenon creux intérieur 20 et le tenon creux extérieur 22.
Les deux parties 19/20 et 21/22 n'ont un point de contact commun 27 que sur ou à proximité de la ligne équatoriale B. En raison des canaux 24, la face de contact de la maitié arrière 21 de la bille est interrompue à la manière d'une couronne.
Les parties 19/20 et 21/22 sont centrées au moyen de la poche sphérique 9 et de l'anneau d'épaulement 11 de cette dernière. La moitié avant 19 de la bille porte une manchette c8nique à rainure annulaire 28, tandis que l'anneau d'épaulement 11 porte une bague d'étanchéité 29 et une bague d'étanchéité 30.
Une double chambre 31 de la pièce de réception 4 est unie des fonds de passage 34, respectivement 35, maintenus au moyen des bagues de retenue 32 et 33 s'enclenchant dans des rainures annulaires; le premier de ces fonds de
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passage étant rendu étanche à l'intérieur et à l'extérieur, respectivement par les bagues d'étanchéité 36 et 37, tandis que l'autre fond est rendu étanche par une manchette à rainure annulaire 39, maintenue par une contre-bague 38.
En enfilant une enveloppe 40 sur le tenon creux intérieur 20, ce der- nier atteint une dimension telle qu'au moyen du piston annulaires ferné de cette manière, l'action de la pression du fluide de la moitié avant de la bille et agissant en direction de la doule chambre 31, soit annulée en grande partie ou totalement. Depuis la double chambre 31, subdivisée par les joints 36, 37 et 39 en une chambre 41 et en une chambre 42, les forages 43 et 44 conduisent vers les tubes de raccordement 45 et 46.
Afin de réaliser le raccordement, la pièce de pied 1 est introduite dans l'enveloppe en caoutchouc 7 après pivotement au préalable du double tenon de canalisation 20/22, par exemple dans un sens axial. Le dit tenon peut être déplacé à la main à l'encontre de la résistance exercée par la bague d'étanchéité
29. pré-tendue. La résistance est d'une ampleur telle que le double tenon ne puis- @ se s'effacer en pivotant de lui-même.
Pendant l'introduction de la plrèce de pied 1, c'est-à-dire de tout l'étançon, dans l'enveloppe en caoutchouc 7, le ,double tenon de canalisation 20/22 traverse les fonds de passage 34 et 35 et s'emboîte fermement dans les joints 36 et 39, Afin de pouvoir corriger la direo- . tion du double tenon 20/22, l'enveloppe 40 est taillée en pointe et le fond de passage 34 est exécuté en forme d'entonnoir. Le raccordement est réalisé après application du fond sphérique de la pièce de pied 1 sur la calotte 5. Il ne faut prévoir rien de plus pour le maintien ou l'étanchéité du raccordement si la force d'application s'appuie contre la pièce de réception, ce qui est le cas dans un étançon de mine. Il est possible de desserrer à nouveau le raccordement en retirant simplement l'étançon de la pièce de réception.
Afin d'appliquer l 1 étançon contre le toit, un fluide sous pression est introduit dans le tube 46 au moyen d'une pompe. En passant par les pièces 44, 42, 23 et 13, la chambre de haute pression 14 de l'étançon est alimentée de manière que l'étançon intérieur, non représenté, puisse sortir et s'appliquer contre le toit. Si le fluide sous pression doit refluer vers la pompe depuis la chambre réservoir de l'étançon intérieur, dans la forme d'exécution fepré- sentée ceci s'effectue par l'intermédiaire des pièces 3, 15, 16, 24,25, 26,
41, 43 et 45.
Si, après application de l'étançon contre le toit, une pression
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de fluide se forme dans la chambre 14'et qui doit être surmontée par la pompe la manchette cunique à rainure annulaire 28 doit pouvoir procurer l'étanchéité contre cette pression qui peut même s'accroître à plusieurs centaines d'atmos- phères lorsque l'étançon est chargé,
Si l'enveloppe 40 n'était pas prévue, la moitié arrière 11 de la. bille serait appliquée contre l'anneau d'épauelent 11 avec uns força telle que le raccordement à bille s'avérerait rigide sous une pression élevée.Tandis que maintenant' la bille 18 peut se déplacer dans la poche sphérique 9/11 même à des pressions de fluide très élevées, et ce,
en raison de sa charge sur l'enve. loppe 40. Le raccordement n'est donc pas rigide, même à pressions élevées.
Les forces d'appui mécaniques, y compris les forces latéralespeuvent être absorbées au moyen d'uen calotte semi-sphèriuqe entière, à la place de la calotte relativement plate. Toutefois, ainsi qu'il en est le cas dans un étan- çon de mine, s'il est important de conférer au raccordement non seulement la propriété d'une articulation à rotule, mais élément la propriété d'un dispo- sitif de support vertical, suivant l'invention c'est la calotte 5 qui assume la première de ces tâches, tandis que la seconde est assumée par l'enveloppe en caoutchouc 7. L'enveloppe 7 et.la calotte 5 remplacent donc avantageusement et simplement une bille s'effaçant élastiquement vers l'arrière par rapport à une position de repos.
L'invention s'étend d'une manière générale à des raccordements par emboîtement à articulation à rotule. Elle ne présuppose donc pas dans tous les cas que la force active du cylindre d'actionnement procure la sécurité du rac- cordement. De ce fait, dans certains cas, il sera nécessaire de munir la pièce correspondant à l'étançon extérieur 2, par exemple d'une calotte supplémentaire qui se dispose sur la périphérie de la calotte 5 et qui peut s'appuyer contre une contre-calotte.
Autrement la pression du fluide dans la chambre 42, agissant sur la section transversale totale de l'enveloppe 40 se rapportant au diamètre extérieur, essayerait de repousser du raccordement la pièce correspondant à la pièce 2. Il suffirait éventuellement de prévoir à une fin identique des broches transversales se déplaçant dans des forages relativement grands, étant donné que la pièce correspondant à la pièce 2 peut osciller dans une certaine mesure sans danger dans le sens de l'emboîtement. ,
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Lorsqu'il s'agit de semelles de cadres de soustènement ces dernières peuvent être munies de pièces de réception pour des étançons et disposées à peu d'écartement les unes des autres.
Des tuyaux, posés dans des rayons de cin- trage étroits et donnant lieu à des perturbations, ne sont plus nécessaires. En outre, il est possible d'exécuter des semelles identiques,pour des étançons de @ hauteur quelconque dans lesquelles on peut loger d'une manière à les protéger, les pompes ou les dispositions de soupapes.
La manchette conique à rainure annulaire 28., s'étendant par dessus le raccordement par emboîtement à articulation à rotule, présente toujours une im- portance lorsqu'il s'agit d'exécuter une étanchéité à bille résistant, avant tout, à une pression élevée sans devoir accepter la pression préliminaire élevée d'une bague d'étanchéité s'appliquant contre la poche siphérique En opposition à la manchette cylindrique à rainure annulaire 39, une manchette conique à rai- nure annulaire ne nécessite pas toujours un contre-anneau 38. Lorsque le dos de la manchette est muni d'une lèvre d'étanchéité supplémentaire, la dite man- chette peut procurer 1'étanchéité également contre de faibles pressions arrière,
REVENDICATIONS.
1.- Raccordement par emboîtement à articulation à rotule de deux pièces reliées hydrauliquement l'une à l'autre, caractérisé en ce qu'une bille, disposée dans l'une des pièces, est munie de deux canaux qui débouchent dans un double tenon de canalisation concentrique de la bille et qui, afin de réaliser le raccordement, peut être emboîté dans une double chambre de l'autre pièce.
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The invention relates to a ball joint socket connection of parts where not only mechanical forces, but also hydraulic or pneumatic fluids are transmitted from one to the other of the parts. For example, fluids can be supplied. from a pump to an actuating cylinder and can be returned to the pump from said cylinder.
Known ball joint socket connections are limited to a purely mechanical coupling of the parts. The hydraulic connection is obtained by means of pipes. Also known are ball joint socket connections which are made in the form of tube fittings.
In these connections, the ball joint is hollow in the direction axia
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The object of the invention is to provide a connection by socket jointing with a ball joint in which two pipe branches, made watertight with respect to one another, for example the double pipe of a double-acting actuating cylinder. , are driven through the ball joint,
According to the invention, in a socket connection with a ball joint of two parts hydraulically connected to one another, a ball is placed in one of the parts. The ball is provided with two channels which open into a double concentric channel tenon of the ball.
Said tenon fits into a double chamber of the other room in order to provide the connection.
Preferably, one of the channels should be oriented along the pole line and the other transversely to the first.
The ball can be divided into two and each half can be connected to a hollow tenon of the double pipe tenon so that it is sufficient to fit the two pieces together, while their centering is obtained. by the spherical segment, By balancing the piston face, the ball can only present an average pressure in the spherical segment, and this, even at high fluid pressure.
The sealing of the ball against a high pressure of the fluid can be obtained by providing said ball with a conical machete with an annular groove, generally advantageous in the case of high pressure ball joints.
The ball can be designed to absorb the mechanical support forces of the connection. However, the ball can be surrounded by a larger concentric sphere and can be freed by the latter from the mechanical support forces. * In an advantageous embodiment, the part, absorbing the mechanical forces' of the joint can be formed by a cap and a rubber casing.
One embodiment, given by way of non-limiting example, is shown in the appended drawing which illustrates a longitudinal section of a hydraulic mine prop foot which is introduced into a receiving part for props of different length, The outer prop 2 of a mine prop is welded to a piece of foot 1. The inner prop, which can be lowered and raised like a piston
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in the outer prop, is not shown. The reservoir chamber for the pressurized fluid and located above the piston formed by the internal strut, is connected to the foot piece 1 by means of a tube 3 passing through the piston, not shown.
The foot piece 1 is placed in a receiving piece 4 which may form part of the sole of a supporting frame but which, however, is only shown in the drawing as a receiving piece in order to accommodate the footing. illustrate the principle.
The bottom of the foot piece 1 is spherical and rests in a container 5 of the receiving piece. A neck 6 of the receiving part 4 carries a soft rubber envelope 7 which is secured against any removal by means of the flange 8. Concentrically with respect to the cap 5; the foot piece 1 is provided with a spherical pocket 9, the lower part of which is formed by a shoulder ring 11, held by a retaining ring 10 which engages in an annular groove.
The foot piece 1 carries a movement chamber 12, a connection borehole 13 towards the high pressure chamber 14 of the prop, a connection borehole 15 towards the tube 3 and a transverse borehole 16 fitted with a plug. sealing 17. the spherical pocket 9 contains a ball separated in two 18, the front half 19 of which forms a single piece with an interior hollow tenon 20, while the rear half 21 of the ball also forms a single piece with a hollow tenon external 22. The ball 18 is provided, in its polar line A, with a borehole 23 and, in the equatorial line B, with channels 24 which open into an annular chamber 25 to which is connected, at an angle of 90, a annular channel @ 26 formed by the inner hollow tenon 20 and the outer hollow tenon 22.
The two parts 19/20 and 21/22 have a common point of contact 27 only on or near the equatorial line B. Due to the channels 24, the contact face of the rear center 21 of the ball is interrupted. like a crown.
The parts 19/20 and 21/22 are centered by means of the spherical pocket 9 and the shoulder ring 11 of the latter. The front half 19 of the ball carries an annular groove c8nic sleeve 28, while the shoulder ring 11 carries a sealing ring 29 and a sealing ring 30.
A double chamber 31 of the receiving part 4 is joined to the passage bases 34, respectively 35, held by means of the retaining rings 32 and 33 which engage in annular grooves; the first of these funds
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passage being sealed inside and outside, respectively by sealing rings 36 and 37, while the other bottom is sealed by an annular groove sleeve 39, held by a backing ring 38.
By threading a casing 40 over the inner hollow tenon 20, the latter attains a dimension such that by means of the annular piston enclosed in this manner, the action of the pressure of the fluid from the front half of the ball and acting by direction of the double room 31, either largely or totally canceled. From the double chamber 31, subdivided by the joints 36, 37 and 39 into a chamber 41 and a chamber 42, the boreholes 43 and 44 lead to the connecting tubes 45 and 46.
In order to make the connection, the foot piece 1 is introduced into the rubber casing 7 after the double pipe tenon 20/22 has previously pivoted, for example in an axial direction. Said tenon can be moved by hand against the resistance exerted by the sealing ring
29. pre-stretched. The resistance is of such magnitude that the double tenon cannot be erased by pivoting on its own.
During the introduction of the plreece of foot 1, that is to say of all the prop, in the rubber casing 7, the double pipe tenon 20/22 crosses the passage bases 34 and 35 and fits firmly into the joints 36 and 39, In order to be able to correct the speech. tion of the double tenon 20/22, the casing 40 is cut to a point and the passage bottom 34 is made in the form of a funnel. The connection is made after applying the spherical bottom of the foot piece 1 to the cap 5. Nothing more should be provided for the maintenance or the sealing of the connection if the application force is against the receiving piece. , which is the case in a mine prop. The connection can be loosened again by simply removing the prop from the receiving piece.
In order to apply the prop against the roof, a pressurized fluid is introduced into the tube 46 by means of a pump. Passing through parts 44, 42, 23 and 13, the high pressure chamber 14 of the prop is supplied so that the interior prop, not shown, can come out and be applied against the roof. If the pressurized fluid has to flow back to the pump from the reservoir chamber of the inner strut, in the embodiment shown this is done by means of parts 3, 15, 16, 24, 25, 26 ,
41, 43 and 45.
If, after applying the prop against the roof, pressure
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fluid forms in the chamber 14 'and which must be surmounted by the pump, the cunical sleeve with annular groove 28 must be able to provide the seal against this pressure which can even increase to several hundred atmospheres when the prop is loaded,
If the envelope 40 was not provided, the rear half 11 of the. The ball would be pressed against the shoulder ring 11 with such force that the ball connection would prove rigid under high pressure. While now the ball 18 can move in the ball pocket 9/11 even at pressures very high fluid levels,
due to its load on the envelope. loppe 40. The connection is therefore not rigid, even at high pressures.
Mechanical support forces, including lateral forces, can be absorbed by means of an entire semi-spherical cap, instead of the relatively flat cap. However, as is the case in a mine prop, if it is important to give the connection not only the property of a ball joint, but element the property of a support device vertical, according to the invention it is the cap 5 which assumes the first of these tasks, while the second is assumed by the rubber casing 7. The casing 7 and the cap 5 therefore advantageously and simply replace a ball resiliently retracting back from a rest position.
The invention extends generally to socket joints with a ball joint. It does not therefore in all cases presuppose that the active force of the actuating cylinder provides the connection security. Therefore, in some cases, it will be necessary to provide the part corresponding to the outer prop 2, for example with an additional cap which is placed on the periphery of the cap 5 and which can rest against a counter- cap.
Otherwise the pressure of the fluid in the chamber 42, acting on the total cross section of the casing 40 relating to the external diameter, would try to push the part corresponding to part 2 from the connection. It would possibly be sufficient to provide for an identical end of transverse pins moving in relatively large boreholes, since the part corresponding to part 2 can oscillate to a certain extent without danger in the direction of the interlocking. ,
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In the case of sub-supporting frame flanges, the latter can be provided with receiving pieces for props and arranged with little spacing from each other.
Pipes laid in narrow bending radii and giving rise to disturbances are no longer necessary. In addition, it is possible to make identical soles, for props of any height in which the pumps or the valve arrangements can be accommodated in a manner to protect them.
The annular groove tapered sleeve 28., extending over the ball joint socket connection, is still of importance when it comes to performing a pressure-resistant ball seal. high without having to accept the high preliminary pressure of a sealing ring pressing against the sipheric pocket In contrast to the annular groove cylindrical sleeve 39, a conical annular groove sleeve does not always require a counter ring 38 When the back of the cuff is provided with an additional sealing lip, said cuff can provide sealing also against low back pressures.
CLAIMS.
1.- Connection by fitting with ball joint of two parts hydraulically connected to one another, characterized in that a ball, arranged in one of the parts, is provided with two channels which open into a double tenon concentric channel of the ball and which, in order to make the connection, can be nested in a double chamber of the other room.