<Desc/Clms Page number 1>
L'invention est relative à un élément de soutènement pour le soutène- ment de galeries souterraines et qui est rendu élastique du fait que les pièces peuvent glisser les unes dans les autres, tandis que les pièces placées les unes dans les autres sont soutenues au moyen d'un dispositif de serrage les unes par rapport aux autres. Le dispositif de serrage est serré par des vis ou des cales.
On oonnatt des éléments de soutènement de ce type. La plus forte ohar- ge des pièces qui glissent les unes dans les autres sous une surcharge, est es- sentiellement égale à la force de serrage du dispositif de serrage multipliée par le coefficient de friction, par exemple, acier sur acier. Lorsqu'il s'agit d'éléments de soutènement à capacité de charge élevée, les forces de serrage;, sont excessivement élevées et, de ce fait,, les dispositifs de serrage doivent être d'une construction lourde. Bien qu'une multiplication des faces de frotte-
<Desc/Clms Page number 2>
ment, par exemple au moyen d'un emboîtement lamellé des parties, conduise à des dispositifs de serrage plus légers, les pièces à emboïter sont toutefois d'une exécution compliquée et coûteuse.
L'invention vise à la réalisation d'un élément de soutènement qui ne nécessite qu'un dispositif de serrage relativement léger, tout en permettant d'utiliser les profilés simples usuels.
Suivant l'invention, le dispositif de serrage est muni d'outils de déformatio# qui, lors du serrage du dispositif, pénètrent, tout comme dans un dispositif d'essai de dureté, dans la pièce d'enfoncement et qui, lors de l'en- foncement des pièces, laissent subsister une trace formée par l'écrasement de la matière.
L'élément de soutènement suivant l'invention ne travaille donc pas par un raccordement par frottement des pièces d'enfoncement.-L'invention exploi- te plutôt l'effet de la composante d'une surface de déformation oblique, formée par les outils d'écrasement, et qui agit de manière qu'une force de pré-tension relativement faible du dispositif de serrage soit suffisante. Ceci contribue considérablement à réduire le prix de l'élément de soutènement et permet, en outre, de nouvelles fortes d'exécution avantageuses. Le frottement inévitable lors de la déformation ne présente qu'une importance secondaire.
Les outils de déformation du dispositif de serrage peuvent être en forme de cale ou bien bombés ; ils peuvent être constitués par du métal dur ou bien par de l'acier. Dans ce dernier cas, les outils de déformation peuvent être constitués par des billes en acier.-
Lorsqu'il s'agit d'une pièce d'enfoncement constituée par un profilé en I, le dispositif de serrage peut attaquer sur les quatre pointes des ailes.
Dans ce cas particulier et afin d'obtenir une action de centrage ainsi qu'une action élastique, les outils peuvent être disposés sur le profilé en I avantageu- sement en forme de cale les uns par rapport aux autres. Afin d'accroître davan- tage l'action élastique qui est essentielle pour obtenir la constante de charge voulue lors de l'enfoncement, les vis du dispositif de serrage peuvent être for- mées par des vis duotiles à tige mince.
Dans des formes d'exécution avantageuses de l'élément de soutènement, le dispositif peut s'appuyer, par exemple, librement contre la pièce de récep- tion. Toutefois il est également possible que l'une des traverses soit soudée
<Desc/Clms Page number 3>
à la pièce de réception. Ou bien les deux traverses peuvent être soudées à la dite pièce et, dans ce cas, cette dernière est fendue pour lui donner l'élasti- cité voulue.
Le dispositif de serrage ne nécessite pas de traverses si les outile de déformation sont disposés sur la face intérieure d'une pièce de réception en forme de caisson. Lorsque le caisson est formé par deux profilés en U orien- tés l'un vers l'autre, il suffi que ces derniers soient maintenus par les vie du dispositif de serrage à l'extrémité d'introduction de la pièce d'enfoncement, ce qui facilite le dérobage de l'élément de soutènement. Après desserrage des vis, la pièce de réception se disloque.
En outre, les guidages dans la-pièce de réception peuvent être consi- dérablement simplifié et le dispositif de serrage même peut être allégé si la dite pièce est munie de deux dispositifs de serrage disposés à écartement suf- fisant l'un en-dessous de l'autre.
Plusieurs formes d'exécution, ainsi qu'un schéma de principe de l'in- vention, données à titre d'exemple non limitatif, sont représentées aux dessins annexés, dans lesquels :
La fig. 1 représente le principe de l'action de la composante des outils de déformation.
La fig. 2 représente, partiellement en coupe, une vue latérale d'un élément de soutènement formant un support de pied. la fige ; est, partiellement en coupe, l'autre vue latérale de l'élé- ment de soutènement suivant la fig. 2.
La fig. 4 représente une vue en plan du dispositif de serrage suivant les figs. 1 et 2.
La fig. 5 est une traverse du dispositif de serrage suivant la ligne .; V-V de la fige 4..
La fig. 6 est, à plus grande/échelle, une coupe transversale de la traverse suivant la ligne VI-VI de la'fig. 5.
La fig. 7 est une vue d'un élément de soutènement sans traverse, con- stitué par deux fers en U qui ne sont pas reliés fermement l'un à l'autre et portent deux dispositifs de serrage disposés-l'un en-dessous de l'autre. ,
La fig. 8 est une coupe transversale de l'élément de soutènement sui- vant la ligne VIII-VIII de la fig. 7.
<Desc/Clms Page number 4>
Au schéma de la fig. 1 représentant le principe de l'invention, un outil de déformation 1 à surface bombée 2 est appliqué sur une surface 3 faisant partie de la pièce de réception d'un élément de soutènement. 4 représente le bord de la surface à déformer de la pièce d'enfoncement et 5 représente le bord de la surface de la pièce d'enfoncement et qui est déformée sous la surcharge lors de son enfoncement.
Lors de l'enfoncement sous la charge verticale V, il se forme une for- ce horizontale H sur la surface 2 de l'outil. La résultante des forces V et H est R. V est absorbée par la contre-force V' de la surface 3 de la pièce de réception qui s'appuie, par exemple, contre une pièce de pied sur la semelle de la galerie. H est absorbée par la contre-force H' qui est égale à la force de serrage du dispositif de serrage.
On peut voir que H' par rapport à V est petite par rapport à un dis- positif de serrage qui travaille par une application par frottement. Il est con- nu que lorsqu'il s'agit d'une application par frottement pure, H' est en vison cinq à dix fois plus grande que V. Plus le rayon de courbure de la surface 2 est petit, plus l'effet est grand. Toutefois, avec-de petits rayons de courbure il existe le risque que la surface en acier soit endommagée, c'est-à-dire qu'elle s'écaille. Le choix du rayon de courbure est donc subordonné à une valeur la plus favorable..
Lorsqu'il s'agit d'un élément de soutènement suivant les figs. 2 à 6, une pièce d'enfoncement 6, constituée par un profilé en I, est introduite dans une pièce de réception 7 constituée par un profilé en caisson. La pièce de ré- ception 7 est constituée par deux fers en U, 8, orientés l'un vers l'autre et soudés l'un à l'autre et portant une plaque de pied commune 9 ainsi qu'une pla- que de tête 10 en deux parties. La pièce de tête 11 du profilé en caisson est fendue au point de rencontre des fers en U, 80 A l'intérieur des fers en U, 8, sont prévues des éclisses de guidage en tôle repliée 12 qui sont fixées par sou- dure. Des traverses 13 sont soudées à la plaque de tête en deux parties 10 qui porte une découpe permettant le passage de la pièce d'enfoncement 6.
Les dites traverses, quatre vis 14, les rondelles 15 et écrousl6 de ces vis, ainsi que quatre outils de déformation 17, forment, ensemble, le dispositif de serrage 18.
Dans la forme d'exécution représentée, les outils de déformation 17 sont formés par des plaquettes en métal dur, soudées sur les traverses 13. Les surfaces 19
<Desc/Clms Page number 5>
des outils sont bombées et peuvent être identifiées âvec la surface 2 de la fige 1.
En vue de la pose d'un élément de soutènement exécuté essentiellement suivant les fige. 2 et 3 (l'élément de soutènement pouvant représenter la pièce de pied d'un cadre de soutènement cintré), la pièce d'enfoncement 6 est intro- duite dans la pièce de réception 7, à ce moment le dispositif de serrage 18 est dans sa position ouverte et ne s'oppose pas à l'insertion. Les éclisses de gui- dage 12 empêchent que la pièce d'enfoncement 6 ne se place en obliqn. Au préala- ble, une cale a été enfonoée dans les lumières rectangulaires 20, décalées les unes par rapport aux autres, et prévues dans les fers en U, 8 et, lors de la po- se, la pièce d'enfoncement 6 s'appuie à hauteur voulue sur la dite cale.
Afin que le cadre de soutènement soit serré contre la voûte de la galerie, la pièce 6 peut être 'posée" contre la dite voûte de manière connue, à l'aide d'une seconde cale, si la pose doit même avoir lieu sous une tension de pose. Ensuite les écroui 16 du dispositif de serrage 18 sont fermement serrés. De ce fait les outils de déformation 17 pénètrent dans les pointes des ailes de la pièce 6. L'élément de soutènement est maintenant posé. Les cales sont retirées des lumières 20. En vue du dérobage, les écrous 16 sont desserrés; toutefois lorsqu'il s'agit d'un cadre fortement chargés il est avantageux que la pièce 6 soit soutenue au préalable à nouveau par des cales qui, après le desserrage des écrous, sont actionnées à distance pour des raisons de sécurité.
Lors de 1 apparition de surcharges en raison de modifications du terrain soutenu, les forces agissant sur les outils de déformation 17 s'accrois- sent d'une valeur telle que là tension locale des pointes des ailes vient se si- tuer au-dessus de la limite d'allongement. A ce moment les pointes des ailes s'écrasent et subissent une déformation permanente. De ce fait, les petites rainures transversales prévues à l'origine, se transforment en une trace nette- ment visible, ayant la longueur de la valeur de l'enfonoement.
La pièce d'enfoncement 6 peut être réutilisée sous certaines condi- tions. En principe, les mêmes outils de déformation 17 peuvent être enfoncés dans les pointes des ailes déjà déformées et, de ce fait, écrouies, toutefois, dans ce cas, l'effet de la composante représentée à la fig. 1 n'existe plus que dans une mesure limitée. Etant donné que les soutènements de galerie sont géné- ralement relativement permanents, la réutilisation d'éléments de soutènement sans redressement spécial des pièces n'offre qu'une importance secondaire.
<Desc/Clms Page number 6>
Lors de l'utilisation d'acier dur à la place de métal dur, il est prévu d'appliquer les pièces en acier dur par soudure. Des billes en acier peuvent être insérées dans des traverses munies de calottes obtenues à la presse. Les calottes qui peuvent contenir plus que la moitié de la bille, sont matées après insertion de la bille.
La mise en oeuvre en forme de coin des outils de déformation suivant la fig. 4, présente l'avantage que les outils de déformation se centrent auto- matiquement dans le profilé en I. De plus, les ailes ont un comportement légè- rement élastique. L'élasticité, obtenue, avant tout, du fait que les vis du dispositif de serrage sont exécutées sous la forme de vis ductiles à tige ré- duite au diamètre de l'âme du filetage (ce qui n'est pas représenté), présente une importance essentielle. Les pointes des ailes ne sont pas très lisses en général et par endroit elles peuvent même être légèfement c8niques les unes par rapport aux autres.
Un dispositif de serrage absolument rigide.. .permettrait pas une charge constante lors de l'affaissement et lorsque le profilé présente de telles irrégularités. Cette charge ne pourrait ue s'accroître ou se réduire d'une manière arbitraire. Par contre, si le dispositif de serrage cède élasti- quement aux irrégularités du profilé en, I comme il en est le cas dans l'inven- tion, l'obtention d'une charge constante maximum lors de l'enfoncement est con- sidérablement favorisée.
L'invention n'est pas limitée à une pièce d'enfoncement constituée par un profilé en I. Même avec, par exemple, des profilés en gouttière il est possible de réaliser un élément de soutènement suivant l'invention. Ici la forme d'exécution du dispositif de serrage s'écarte considérablement de celle de la fige 4.
La forme d'exécution d'un élément de soutènement suivant les fige. ; et 3 peut être modifiée dans de larges mesures. Si, par exemple, le dispositif de serrage n'est pas appliqué par soudure mais repose librement sur la pièce de réception, on obtient l'avantage connu en soi que le dispositif de serrage peut être serré sur la pièce d'enfoncement 6 avant l'introduction de cette der- nière, de manière qu'il soit inutile de prévoir que la pièce 6 soit supportée et posée au moyen de cales enfoncées dans les lumières 20.
Si une seule des deux traverses 13 est soudée sur la plaque de tête 10, la partie de tête 11 ne doit pas être fendue.
<Desc/Clms Page number 7>
Dans les formes d'exécution décrites diaprés les traverses sont totalement négligées,
Aux fige- 7 et 8, les fers en U, 21, orientés l'un vers l'autre, forment la pièce de réception d'un élément de soutènement. Les fers en U, 21, ne sont pas reliés l'un à l'autre et sont placés, par exemple, sur une plaque de pied commune. A l'intérieur des fers en U, 21, sont soudées des pièces en acier dur 23 muni des surfaces bombées 22 des outils de déformation; En outre, les fers en U sont munis de taquets de guidage 24, appliqués par soudure. Les pièces 23 et 24 garantissent la position centrale de la pièce d'enfoncement 25. qui présente, ici également, une,section transversale en I. Les fers en U, 21, sont munis d'oeillets 26 appliqués par soudure et dans lesquels sont placées les vis 27.
En serrant les écrous 28, le dispositif de serrage formé ainsi est serré. A la fig. 7' l'élément de soutènement est muni de deux dispositifs de serrage 29 qui sont disposés à un écartement tel l'un de l'autre qu'il est posa sible de garantir un guidage droit de la pièce d'enfoncement 25.
Lorsqu'il s'agit d'une telle exécution, la simplicité de l'élément de soutènement est apparente. Etant donné qu'il est impossible de déduire du des- sin un rapport d'échelle, il faut remarquer qu'un'raccord par frottement des pièces 21 et 25 exige une forte épaisseur des vis 27, étant donné que pour leur transmission des forces de serrage sur les outils de déformation en acier dur 23, l'épaisseur de la paroi de l'âme des fers en U est trop faible. Dans ce cas il est impossible de négliger d'entourer les fers en U avec des éclisses épais- ses.
Même en ne tenant pas compte de ce fait, la pression par frottement sur les pointes des ailes est alors d'une telle ampleur qu'on est obligé d'utiliser les larges faces de l'âme de la pièce 25 pour le raccord par serrage, ce qui est très défavorable en ce qui concerne le moment de flexion qui doit être transmis aux vis. Cette comparaison montre qu'un élément de soutènement à capacité de charge élevée suivant les figs. 7 et 8 mais à raccord de serrage par frottement, est de beaucoup inférieur à celui conformément à l'invention.
Le dispositif de serrage peut également être muni de cales à la place des via.