FR2524545A1 - Dispositif de commande de la course d'un groupe de verins d'un systeme de soutenement hydraulique, en particulier pour caler les etancons d'un soutenement marchant - Google Patents

Abstract

POUR OBTENIR LORS DU CALAGE DES ETANCONS UN SYNCHRONISME DES ETANCONS INDEPENDANT DE LEUR RESISTANCE AU DEPLOIEMENT, ON ASSOCIE A CHAQUE ETANCON (OU PAIRE D'ETANCONS) DONT LA RESISTANCE AU DEPLOIEMENT EST PLUS FAIBLE UNE SOUPAPE DE PRECONTRAINTE 10 REGLABLE SUR LA PRESSION DE REPONSE, ET QUI N'OUVRE LE PASSAGE DANS L'ENCEINTE DE PRESSION 7 DES ETANCONS 2, 3 QUE LORSQU'UNE PRESSION EST CONSTITUEE DANS LE SYSTEME D'AMENEE, PRESSION POUR LAQUELLE LE OU LES ETANCONS QUI PRESENTENT UNE RESISTANCE AU DEPLOIEMENT PLUS IMPORTANTE SE DEPLOIENT. L'INVENTION CONCERNE EGALEMENT UNE SOUPAPE DE PRECONTRAINTE DE CONSTITUTION AVANTAGEUSE, SE PRESENTANT SOUS LA FORME D'UN CLAPET DE NON-RETOUR SOLLICITE PAR UN RESSORT 31 DE MANIERE QUE LORSQU'ON ATTEINT LA PRESSION DE PRECONTRAINTE REGLEE, ELLE S'OUVRE D'ELLE-MEME PAR L'INTERMEDIAIRE D'UN PISTON DE COMMANDE ET SE MAINTIENT EN POSITON OUVERTE JUSQU'A CE QUE LA PRESSION TOMBE AU-DESSOUS DE LA PRESSION DE PRECONTRAINTE.

Description

Dispositif de commande de la course d'un groupe de

vérins d'un système de soutènement hydraulique, en particu-

lier pour caler les étançons d'un soutènement marchant.

La présente invention concerne un dispositif de commande

de la course d'un groupe de vérins d'un système de soutè-

nement hydraulique, en particulier pour caler les vérins d'un soutènement marchant, comprenant un dispositif à soupape de commutation ou de commande commun à tous les vérins de travail du groupe qui est raccordé du côté entrée à la conduite de pression de fonctionnement et du côté sortie et par l'intermédiaire de conduites d'alimentation

aux enceintes de pression des différents vérins de travail.

lu Dans les systèmes de soutènement hydrauliques tels que ceux qui sont utilisés en particulier dans les exploitations

souterraines, les soutènements marchants qui sont consti-

tués par exemple par des piles ou des boucliers de soutène-

ment comprennent normalement au moins deux étançons, et dans de nombreux cas quatre ou plusieurs de ces étançons, qui sont raccordés à la conduite de pression de la taille par l'intermédiaire d'un dispositif à soupape de commande commune se présentant sous la forme d'une soupape de réglage

pouvant être manoeuvrée à la main et/ou à distance Lors-

qu'on manoeuvre la soupape de commande,, tous les étançons du soutènement qui lui sont raccordés reçoivent la pression simultanément Dans ce cas, ce sont d'abord les étançons dont la résistance au déploiement est plus faible que celle

des autres étançons du même soutènement qui se déploient.

Lorsqu'il s'agit d'un soutènement qui comprend deux étan-

çons ou paires d'étançons disposées l'une derrière l'autre en direction du ripage ainsi qu'un chapeau fortement en saillie en direction du front de taille, la résistance au déploiement de l'étançon ou de la paire d'étançons située à l'avant est nettement plus importante, du fait de la répartition inégale du poids du chapeau, que la résistance au déploiement de l'étançon ou de la paire d'étançons située à l'arrière Lors d'un réglage on constate donc de ce fait le déploiement prioritaire de l'étançon ou de la paire d'étançons arrière, alors que l'étançon avant ou la paire d'étançons avant ne se déploient dans certains cas que lorsque les étançons arrière ont déjà établi le contact avec le toit Si le toit présente dans la zone des étançons arrière une partie en creux ou analogue, comme c'est assez souvent le cas dans les exploitations par foudroyage, le chapeau est poussé dans la partie en creux par les étançons

arrière Dans certaines circonstances, il n'est plus possi-

ble d'amener le chapeau fortement incliné en appui sur le toit dans la partie avant et de mettre les étançons avant

sous tension contre le toit au moyen de la force de com-

mande. Lorsqu'il s'agit de soutènements dont les longueurs d'allonge sont courtes et dont le bouclier de creusement est soumis à la charge du foudroyage, il peut arriver que la résistance au déploiement des étançons arrière soit, dans certaines circonstances, plus importante que celle des

étançons avant Dans ce cas et lorsque l'on cale le soutè-

nement, ce sont les étançons avant qui se déploient en priorité Dans le cas o il y a une partie creuse dans le toit, on peut rencontrer dans la zone proche de la taille des difficultés comparables à celles que l'on rencontre

dans le cas mentionné en premier.

De façon connue, les soutènements hydrauliques compren-

nent, en dehors des étançons, un nombre plus ou moins important d'autres vérins de travail tels que des vérins de ripage et d'avance, des vérins de réglage du chapeau, des vérins d'alignement, des vérins de masquage d'interstice et analogue, qui doivent être actionnés en synchronisme avec

les étançons ou séquentiellement par rapport à ces derniers.

Le but de l'invention est de constituer un dispositif

du type mentionné dans le préambule de manière qu'à l'inté-

rieur d'un groupe de vérins qui sont commandés par l'inter-

médiaire d'une soupape de commande commune ou analogue il soit possible de régler les mouvements des vérins en synchronisme ou éventuellement séquentiellement en dépit des résistances différentes au déploiement ou des charges

différentes appliquées aux vérins de travail individuels.

En outre, l'invention a pour objet une soupape de précon-

trainte fonctionnant de façon fiable et offrant la possi-

bilité d'appliquer éventuellement la totalité de la pression de la pompe au vérin de travail ou aux vérins de travail

d'un groupe de vérins qui lui est raccordé.

Selon l'invention, ce problème est résolu du fait qu'une soupape de précontrainte est montée dans la conduite d'alimentation d'au moins un vérin de travail du groupe de vérins, soupape qui n'ouvre l'alimentation vers le ou les vérins de travail qui lui sont raccordés que pour une pression de précontrainte prédéterminée qui est au moins égale à la pression hydraulique nécessaire pour surmonter la résistance au déploiement du ou des autres vérins de

travail du groupe de vérins.

La soupape de précontrainte montée dans la conduite d'alimentation entre la soupape de commande commune et le ou les vérins de travail a pour conséquence que le vérin de

travail ou la paire de vérins de travail qui lui est raccor-

dée reçoit la pression hydraulique seulement après qu'une pression minimale déterminée et réglée par la soupape de précontrainte se soit établie après l'ouverture de la soupape de commande dans la conduite d'alimentation Ceci permet d'équilibrer les diverses résistances au déploiement

qui peuvent exister du fait des diverses charges ou résis-

tances au déploiement des vérins et de déterminer un syn-

chronisme ou si on le désire,une séquence déterminée des mouvements des vérins de manière à obtenir une commande séquentielle telle que les vérins de travail effectuent leurs mouvements selon une séquence prédéterminée dans le temps et indépendamment d'éventuelles résistances diverses s'opposant à leur mouvement Pour adapter la pression de précontrainte aux conditions du fonctionnement, la soupape de précontrainte est avantageusement constituée de manière qu'elle permette de régler une force de précontrainte On peut obtenir facilement ce résultat en modifiant la force de précontrainte d'un ressort de précontrainte contenu dans

la soupape de précontrainte.

Selon une autre forme avantageuse de l'invention, la soupape de précontrainte comprend un dispositif de blocage

qui la maintient en position d'ouverture lorsqu'une pres-

sion régnant dans l'enceinte de pression du ou des vérins qui lui sont raccordés est supérieure à la pression de précontrainte Ceci permet d'appliquer la totalité de la pression de la pompe régnant dans la conduite de pression de fonctionnement au vérin de travail ou étançon, ou aux vérins de travail ou étançons raccordés à la sortie de la soupape de précontrainte, au lieu de la pression de la

pompe diminuée de la pression de précontrainte Avantageu-

sement, on peut utiliser un dispositif de blocage hydrauli-

que comprenant un piston de commande auquel est appliquée la pression régnant dans l'enceinte de pression du ou des vérins de travail qui lui sont raccordés Dans ce cas, l'agencement est avantageusement constitué de manière que l'organe de fermeture de la soupape de précontrainte puisse être soulevé de son siège à l'encontre de la force de rappel d'un ressort de précontrainte réglable, et que l'organe comprenant le siège de soupape soit relié au piston de commande et puisse être déplacé hydrauliquement par application de la pression en sens contraire au sens de

l'ouverture de l'organe de fermeture Grâce-à cet agence-

ment de la soupape de précontrainte, et lorsque la pression de précontrainte est atteinte, l'organe de fermeture est soulevé du siège de la soupape à l'encontre de la force de rappel-du ressort de précontrainte et il en résulte que le piston de réglage comprenant le siège de soupape reçoit la pression de précontrainte hydraulique en sens contraire et de manière qu'il se déplace vers une position dans laquelle l'organe de fermeture est soulevé du siège et reste dans cette position jusqu'à ce que la pression hydraulique tombe

à une valeur située au-dessous de la pression de précon-

trainte Ceci signifie que le ou les étançons hydrauliques raccordés à la sortie de la soupape de précontrainte est ou sont continuellement raccordés au système hydraulique protégé par des soupapes de surpression et qu'un dépilage actif des étançons qui lui sont raccordés est également possible par rapplication de la pression aux enceintes annulaires des étançons, par l'intermédiaire de la soupape de précontrainte ouverte et de la soupape de commande qui est reliée à la conduite de retour. Si le groupe de vérins comprend deux ou plusieurs groupes de vérins, chaque groupe partiel peut être associé à une soupape de précontrainte qui lui est propre, cette soupape étant réglée sur la pression de précontrainte du

moment Mais il suffit en général qu'une soupape de précon-

trainte soit associée au vérin de travail ou aux vérins de

travail du groupe de vérins dont la résistance au déploie-

*ment est plus faible que celle du ou des autres vérins de

travail du même groupe de vérins La pression de précontrain-

te pour laquelle s'ouvre la soupape de précontrainte est réglée dans ce cas sur une pression qui est au moins égale à la pression hydraulique pour laquelle le ou les vérins de travail effectue ou effectuent leur course avec la plus

grande résistance Lorsqu'il s'agit d'un soutènement com-

prenant des vérins hydrauliques disposés les uns derrière les autres en direction du ripage, on associe dans ce cas la soupape de précontrainte à l'étançon ou à la paire d'étançons dont la résistance au déploiement est plus faible que celle de l'autre étançon ou de l'autre paire d'étançons Dans le cas d'un soutènement comprenant un chapeau en saillie et constitué sous forme d'une pile bouclier, d'un bouclier de soutènement ou analogue, il s'agit normalement de l'étançon situé à l'avant en direction du ripage, ou de la paire d'étançons située à l'avant dans

cette direction.

De façon particulièrement avantageuse, on peut utiliser

en tant que soupape de précontrainte un dispositif à soupa-

pe dans lequel le dispositif de blocage mentionné ci-dessus est réalisé en donnant à l'organe comprenant le siège de soupape la forme d'un piston de commande pouvant être déplacé dans une position par application de la pression sur une surface du piston en direction de la fermeture du ressort de précontrainte, position dans laquelle l'organe de fermeture est maintenu en position ouverte Dans ce cas et avantageusement, le piston de réglage est constitué sous la forme d'un piston en gradin Il est soumis à l'action

d'un ressort de piston qui agit en sens contraire au res-

sort de précontrainte et dont la force est plus faible que celle du ressort de précontrainte Une telle soupape de précontrainte a l'avantage, comme mentionné, que les étançons ou autres vérins hydrauliques de travail qui sont

raccordés par l'intermédiaire de la soupape de précontrain-

te peuvent être calés ou peuvent recevoir la totalité de la pression de la pompe régnant dans la conduite de pression de fonctionnement, et non pas une pression de la pompe diminuée de la pression de précontrainte, comme cela serait

le cas si l'on utilisait en tant que soupapes de précontrain-

te de simples clapets de non-retour soumis à la sollicita-

tion d'un ressort La soupape de précontrainte selon l'in-

vention est commandée hydrauliquement par la pression de précontrainte réglée de manière que le piston de commande soit poussé par la pression de précontrainte vers une position dans laquelle l'organe de fermeture est soulevé de

son siège et ne peut plus être ramené en position de fer-

meture par la pression agissant sur l'organe de fermture, aussi longtemps que la pression ne tombe pas au-dessous de la pression de précontrainte Ceci signifie dans le même temps que la soupape de précontrainte reste ouverte en fonctionnement normal et lorsque la pression dans les vérins de travail qui lui sont raccordés est nettement plus

élevée que la pression de précontrainte, ce qui fait qu'el-

le peut être parcourue en sens contraire par le fluide bor-

tant des vérins de travail, par exemple lorsqu'il y a

surpression ou lorsqu'il y a dépilage actif des étançons.

Selon une forme de réalisation avantageuse,-on prévoit dans la cage de la soupape de précontrainte une butée

soulevant l'organe de fermeture du siège de soupape lors-

qu'il y a mouvement du piston de commande, butée qui est constituée de préférence sous forme d'un poussoir qui peut être aménagé dans un alésage axial traversant le piston de commande L'organe de fermeture comprend avantageusement

dans ce cas une tige partant du côté du ressort de précon-

trainte et s'étendant en direction axiale de l'alésage du piston, de manière que lorsqu'il y a un mouvement de réglage hydraulique du piston de commande, la tige de la soupape vienne en butée contre le poussoir et qu'ainsi

l'organe de fermeture s'applique contre le piston de com-

mande revenant en arrière.

D'autres caractéristiques avantageuses de la soupape de précontrainte selon l'invention, qui peut d'ailleurs être utilisée de façon universelle et qui n'est donc pas limitée

au domaine d'utilisation préféré qui a été indiqué, appa-

raitront à la lecture des revendications individuelles et

de la description qui suit d'un exemple de réalisation

représenté sur les dessins Cette soupape de précontrainte se caractérise par une constitution relativement simple,

par des dimensions réduites ainsi que par une grande fia-

bilité de fonctionnement.

Sur les dessins: La Fig 1 est une vue schématique simplifiée d'une commande d'étançon selon l'invention, comprenant la soupape

de précontrainte selon l'invention représentée à une échel-

le fortement agrandie et en coupe axiale, la Fig 2 est une vue de côté à plus grande échelle du poussoir prévu en tant que butée pour l'organe de fermeture dans la soupape de précontrainte selon la Fig 1, la Fig 3 est une vue de dessus de la Fig 2, la Fig 4 est une vue de côté à plus grande échelle de

l'organe de fermeture utilisé dans la soupape de précon-

trainte selon la Fig 1, la Fig 5 est une coupe axiale de l'organe de fermeture

selon la Fig 4.

A la Fig 1 est représenté d'une façon fortement simpli-

fiée et schématisée un soutènement marchant hydraulique se présentant sous la forme d'une pile de soutènement ou analogue, qui comprend au moins deux étançons hydrauliques 2 et 3, qui supportent un chapeau 4 disposé au-dessous du toit et qui est relativement nettement en saillie par rapport à l'étançon avant 2 en direction du front de taille,

comme indiqué en 4 ' Le chapeau 4 peut être muni d'un cha-

peau coulissant pouvant être avancé en direction du front de taille et/ou d'un chapeau de réglage susceptible d'être

pivoté en hauteur contre le toit, ainsi que cela est connu.

Les étançons 2 et 3 disposés l'un derrière l'autre en direction du ripage s'appuient sur le cadre de base commun en une ou deux parties Ce cadre de base ainsi que le mécanisme de ripage du soutènement ne sont pas représentés

en particulier sur la Fig l Le soutènement peut compren-

dre également quatre étançons hydrauliques disposés en rectangle Dans ce cas, deux étançons avant 2 et deux étançons arrière 3 sont disposés l'un contre l'autre en

direction longitudinale de la taille.

L'application de la pression aux étançons 2 et 3 est réalisée par l'intermédiaire d'une soupape de réglage ou de commande 5, qui n'est représentée que schématiquement à la Fig 1 La soupape de commande 5 peut être commutée à la main et/ou par une manoeuvre à distance Elle est raccordée du côté entrée à la conduite de pression de fonctionnement ou à la conduite de pression de taille P ainsi qu'à la

conduite de retour R Du côté sortie, la soupape de com-

mande 5 est reliée par une conduite 6 aux enceintes de pression 7 des étançons 2 et 3 La conduite 6 se subdivise à l'arrière de la soupape de commande 5 en une conduite 8 allant aux enceintes de pression 7 des étançons avant 2 et en une conduite 9 allant aux enceintes de pression 7 des étançons arrière 3, conduite dans laquelle est montée une

soupape de précontrainte 10.

On peut voir que du fait de la position en porte-à-faux du chapeau 4, l'étançon 2 qui est situé à l'avant en direction du ripage est plus fortement chargé par le poids du chapeau que l'étançon 3 qui est disposé à l'arrière en

direction du ripage De ce fait, la résistance au déploie-

ment de l'étançon avant 2 est nettement plus importante que la résistance au déploiement de l'étançon arrière 3 Si la soupape de précontrainte 10 n'était pas montée dans le circuit et dans la position de commutation représentée de la soupape de commande 5 dans laquelle les conduites 6, 8 et 9 sont reliées à la conduite de pression P, ce serait d'abord l'étançon arrière 3 qui se déploierait et qui soulèverait le chapeau 4 contre le toit, avant que ne se déploie l'étançon avant 2 Pour faire sortir l'étançon arrière 3 jusqu'à ce que le chapeau 4 vienne en appui contre le toit, il suffit par exemple d'une pression de 20 bars dans l'enceinte de pression 7, alors que pour le déploiement de l'étançon avant 2, il faut une pression de par exemple 50 bars Ce n'est que lorsque les étançons 2 et 3 se sont déployés et ont amené le chapeau 4 en appui que la pression de commande totale de la conduite de pression P s'établit dans les enceintes de pression 7 Du fait du déploiement prioritaire de l'étançon arrière 3, le chapeau peut occuper une position en oblique lors de la mise en place du soutènement, comme indiqué en 4 " Si le toit comprend une partie en creux au-dessus de l'étançon arrière 3, c'est-à- dire dans la zone du bord de foudroyage, le chapeau peut être soulevé dans l'espace en creux par son extrémité arrière et par l'intermédiaire des étançons 3 qui se déploient par priorité et être ainsi bloqué contre le

toit, avec pour conséquence qu'il se trouve maintenu appli-

qué contre le toit dans la position inclinée qui est repré-

sentée De ce fait et dans certaines circonstances, il n'est plus possible d'amener le chapeau incliné en appui contre le toit dans la zone avant en saillie et de le bloquer contre le toit au moyen de la force de calage du ou

des étançons avant 2.

Grâce à la soupape de précontrainte 10 qui est montée

dans la conduite d'amenée 9 qui parvient à l'étançon arriè-

re ou aux étançons arrière 3, on est assuré selon l'inven-

tion que les étançons 2 et 3 se déploient plus ou moins simultanément lors de la mise en place du soutènement et appliquent donc le chapeau contre le toit en mettant en

oeuvre la totalité de la force de calage de tous les étan-

çons La soupape de précontrainte 10 détermine donc un synchromisme des étançons 2 et 3 en dépit de la charge

différente qui leur est appliquée par le chapeau en porte-

à-faux 4.

La soupape de précontrainte 10 est constituée de mani-

ère qu'elle n'ouvre la conduite d'amenée 9 en direction de

l'enceinte de pression 7 de l'étançon arrière 3 que lors-

qu'une pression de précontrainte hydraulique est établie dans la conduite 9 et de ce fait également dans les condui-

tes 6 et 8, lors de la commutation de la soupape de com-

mande 5 en position de calage, pression de précontrainte qui est suffisamment importante pour déployer les étançons avant 2 malgré le poids du chapeau 4 Dans l'exemple donné ici, cette pression est de 50 bars Dès que cette pression est atteinte par l'intermédiaire des conduites 6 et 8 dans l'enceinte de pression 7 de l étançon avant 2 et dès que

l'étançon 2 commence à se déployer, la soupape de précon-

trainte 10 ouvre la liaison hydraulique en direction de

l'étançon arrière 3, ce qui fait que son enceinte de pres-

sion 7 reçoit la même pression d'environ 50 bars et se déploie en synchronisme avec l'étançon avant 2, jusqu'à ce que le chapeau 4 parvienne en appui contre le toit et que la pression de calage désirée puisse se former dans les

enceintes de pression 7 des étançons 2 et 3.

La soupape de précontrainte selon l'invention sera maintenant expliquée en détail dans ce qui suit: La soupape de précontrainte est prévue pour être montée dans une conduite en ligne droite Elle comprend une cage Il en forme de douille, à l'une des extrémités de laquelle est vissée une pièce de raccordement 12 qui est munie d'un alésage traversant en gradin La pièce de raccordement 12 est simultanément constituée sous forme d'une garniture de

raccordement destinée au raccordement d'un tuyau hydrauli-

que A l'autre extrémité de la cage il est prévu un organe de réglage 13 qui est également muni d'un alésage axial en gradin et qui est constitué sous forme d'une garniture de raccordement ou d'un raccord pour le tuyau L'organe de réglage 13 est monté de façon étanche dans l'alésage axial en gradin de la cage cylindrique 11 et retenu dans la cage

11 au moyen d'un écrou d'accouplement 14 L'écrou d'accou-

plement 14 coopère par l'arrière avec une collerette 15 de l'organe de réglage 13 L'organe de réglage 13 forme la

butée d'un ressort de précontrainte 16 disposé dans l'alé-

sage axial de la cage 11, et dont la force de précontrainte

peut être réglée en fonction de la pression de précontrain-

te de la soupape de précontrainte à l'aide de l'écrou d'accouplement 14 Pour retenir l'écrou d'accouplement 14 sur la cage 11, on utilise un contre-écrou 17 Le ressort de précontrainte 16 agit sur un disque de ressort 18 qui peut s'appuyer contre un épaulement annulaire 19 de la cage 11 est qui est muni d'ouvertures destinées au passage du fluide de pression Avantageusement, le disque de ressort

18 a une forme sensiblement en étoile, qui permet le pas-

sage du fluide sous pression par l'alésage axial de la cage 11 au-delà du disque de ressort, entre le côté entrée et le

côté sortie de la soupape de précontrainte.

Contre le disque de ressort 18 s'appuie l'organe de

fermeture 20 de la soupape de précontrainte qui est consti-

tué, comme montré en particulier aux Fig 4 et 5, sous forme d'un cône de soupape, qui supporte une tige axiale de soupape 21 La tige de soupape 21 a également une section transversale sensiblement en forme d'étoile; elle comprend trois gorges axiales 22 décalées respectivement les unes par rapport aux autres en direction axiale de 1200, et qui forment les canalisations pour le fluide sous pression Le cône de soupape 20 est muni d'un évidement de tête de forme circulaire 23, dans lequel pénètre une saillie de centrage 18 ' aménagée sur le côté inférieur du disque de ressort 18 et qui détermine le centrage et l'appui de l'organe de fermeture. L'organe de fermeture 20 est guidé par sa tige 21 dans l'alésage axial 24 ' d'un organe à siège de soupape 24 qui est constitué sous forme d'un piston de commande en gradin et qui est guidé dans l'alésage axial de la cage 11 au moyen de sa partie formant piston dont le diamètre est plus important Une garniture d'étanchéité 27 est montée sur la partie formant piston 26 La partie formant piston 26 comprend une surface de siège conique 28 destinée au cône de soupape 20 La partie formant piston 29 du piston de commande 24 qui est de forme annulaire et qui est étagée en diamètre est guidée de façon étanche dans l'alésage axial en gradin 30 de la pièce de raccordement 12 La partie formant piston 29 retient un ressort de piston 31 qui s'appuie d'une part contre la surface frontale interne de la pièce de raccordement 12 et d'autre part contre la surface de forme annulaire de l'épaulement prévu sur le côté arrière de la partie formant piston 26 du piston de commande Le ressort de piston 31 agit en sens contraire au ressort de précontrainte 16; sa force est nettement plus

faible que celle du ressort de précontrainte 16.

Dans l'alésage axial 24 ' du piston de commande 26 pénètre un poussoir 32 qui s'appuie par un pied 33 contre

un épaulement annulaire 34 de la pièce de raccordement 12.

Comme le montrent en particulier les Fig 2 et 3, le pied 33 est également en forme d'étoile, ce qui fait que la liaison pour le fluide par l'élasage axial 30 de la pièce de raccordement 12 est assurée Le poussoir 32 qui pénètre dans la partie formant piston 29 a une section transversale qui est également en forme d'étoile, ce qui fait qu'il passe dans l'alésage axial de la partie formant piston 29 mais en laissant ouverte la liaison destinée au fluide et

passant par l'alésage 24 ' La tige 24 de l'organe de ferme-

ture 20 et le disque de ressort 18 Peuvent présenter la même forme en étoile L'espace annulaire dans lequel est disposé le ressort de piston 31 et qui est situé sur la périphérie de la partie formant piston 29 est relié à l'atmosphère par l'intermédiaire d'un alésage de désaérage 35. La Fig 1 représente la soupape de précontrainte 10 en position fermée Le ressort de précontrainte 16 maintient

le disque de ressort 18 en appui contre l'épaulement annu-

laire 19 Le ressort de piston 31 pousse le piston de commande 24, qui forme simultanément l'organe du siège de

soupape, dans une-position dans laquelle l'organe de ferme-

ture 20 s'appuie contre le disque de ressort 18 et est en contact avec le siège de soupape 28 Dans cette position fermée de la soupape de précontrainte 10, il existe une faible course libre X entre la partie formant piston 26 du piston de commande 24 et un épaulement annulaire 36 de la cage 11 Il existe également une faible course libre XI

entre l'extrémité libre de la tige de soupape 21 et l'ex-

trémité du poussoir 32 tournée vers elle.

Si les conduites d'amenée 8, 9 sont raccordées à la conduite de pression P par la soupape de commande 5, il se forme dans ces conduites et dans l'enceinte de pression 7 du ou des étançons avant 2 une pression qui correspond à la

pression de précontrainte établie dans la soupape de pré-

contrainte 10 par le ressort de précontrainte 16 à l'aide de l'organe de réglage 13 Cette pression de précontrainte

correspond sensiblement à la pression pour laquelle l'étan-

çon avant commence à se déployer à l'encontre de la résis-

tance au déploiement déterminée par le poids du chapeau La pression de précontrainte agit sur la surface annulaire 37 de la petite partie formant piston 29 du piston de commande 24 Lorsque la pression de précontrainte est atteinte, le piston de commande 24 se déplace alors en même temps que l'organe de fermeture 20 se trouvant en position fermée et 2 U avec le disque de ressort 18 à l'encontre de la force de rappel du ressort de précontrainte 16 jusqu'à ce que la course libre X soit parcourue et que lepiston de commande soit parvenu en appui contre l'épaulement annulaire 36 La pression de précontrainte agit simultanément par le dessous sur l'organe de fermeture 20 et soulève alors cet organe de fermeture 20 du siège de soupape 28, à l'encontre de la force de rappel du ressort de précontrainte 16, ce qui fait que la pression de précontrainte peut également se former

dans l'enceinte à ressort 38 de la soupape de précontrain-

te De ce fait, la surface annulaire 39 du piston est soumise à la pression de précontrainte sur la périphérie du siège de soupape 28 Cette surface de piston 39 est plus importante que la surface de piston 37 agissant en sens contraire Le piston de commande 24 est de ce fait repoussé dans l'alésage axial de la cage 11 par la surface de piston 39 qui est plus importante et à l'encontre de la force de rappel La tige 21 de l'organe de fermeture 20 parvient alors en butée contre le poussoir 32, ce qui fait que lors de la poursuite du mouvement de recul du piston de commande 24 en direction de la pièce de raccordement 12, l'organe de fermeture 20 se soulève du siège de soupape 28 et ouvre

ainsi le passage au travers de la soupape de précontrainte.

Le fluide sous pression parvient alors selon la pression de précontrainte prédéterminée dans l'enceinte de pression 7 du ou des étançons arrière 3, ce qui fait que ces derniers

se déploient en même temps que le ou les étançons avant 2.

Dès que le chapeau 4 est parvenu en contact avec le toit,

la pression de calage de la conduite de pression P s'éta-

blit dans les enceintes de pression 7 des étançons 2 et 3.

Lorsque les étançons sont en position de fonctionnement, cette pression agit continuellement sur la surface plus importante 39 du piston de commande 24, ce qui fait que la soupape de précontrainte reste ouverte et que le fluide

sous pression peut s'écouler en sens contraire de l'encein-

te de pression 7 du ou des étançons arrière 3, en passant par la soupape de précontrainte 10 et par une soupape de surpression qui lui est associée (non représentée) A l'état de fonctionnement, le ressort de précontrainte 16

s'appuie au moyen du disque de ressort 18 contre l'épaule-

ment annulaire 19 de la cage.

Le piston de commande 24 est _ramené par le ressort de piston 31 dans la position de fermeture représentée dans laquelle l'organe de fermeture 20 n'est appliqué contre le siège de soupape 28 que lorsque la pression régnant dans l'enceinte à ressort 38 et de ce fait dans l'enceinte de pression 7 de l'étançon 3 qui lui est raccordé tombe à une

valeur qui est inférieure à la pression de précontrainte.

Pour effectuer le dépilage du soutènement, on applique

le fluide hydraulique sous pression aux enceintes annulai-

res 40 des étançons hydrauliques 2 et 3 Il se forme alors dans l'enceinte de pression 7 de l'étançon arrière 3 une pression dont l'effet sur la surface de piston 39 est que la soupape de précontrainte 10 établit la liaison par l'intermédiaire de la soupape de commande 5 qui est reliée à la conduite de retour R De ce fait, le dépilage actif des étançons associés n'est pas gêné par la soupape de -

précontrainte 10.

Du fait que la soupape de précontrainte 10 est mainte-

nue en position ouverte par la pression agissant sur la surface 39 du piston en direction de la force du ressort de précontrainte 16, on peut appliquer à l'étançon 3 la totalité de la pression venant de la conduite de pression P Le ressort de précontrainte 16 est sans effet en ce qui concerne la fermeture de la soupape de précontrainte 10 qui est commandée par la pression Il ne détermine que la pression pour laquelle la soupape de précontrainte 10 s'ouvre et il détermine ainsi la liaison avec l'étançon qui lui est raccordé A l'aide de l'organe de réglage 16, on peut régler la'prétension du ressort de précontrainte 16 en

l'adaptant aux conditions de l'exploitation.

L'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisa-

tion préféré de la soupape de précontrainte qui a été décrit ci-dessus, ni à son utilisation à un soutènement à étançons hydrauliques Fondamentalement, la soupape de

précontrainte peut être utilisée pour déterminer le synchro-

nisme entre plusieurs vérins de travail auxquels ont peut appliquer la pression par l'intermédiaire d'une soupape de

commande commune et présentant des résistances au déploie-

ment ou des charges diverses La soupape de précontrainte selon l'invention peut également être utilisée pour réguler la séquence des mouvements de rétraction et de déploiement de plusieurs vérins de travail dont les charges ou les

résistances au déploiement peuvent être les mêmes ou diffé-

rentes En dehors des vérins hydrauliques, ces vérins de

travail peuvent être également des vérins de travail quel-

conques pour soutènements marchants, tels que des vérins de réglage de chapeau, des vérins de déploiement pour les plaques de recouvrement d'interstice connues, des vérins

d'alignement et analogues.

Claims (16)

REVENDICATIONS

1 Dispositif de commande de la course d'un groupe de

*vérins d'un système de soutènement hydraulique, en parti-

culier pour caler les vérins d'un soutènement marchant, comprenant un dispositif à soupape de commande commun à tous les vérins de travail du groupe qui est raccordé du côté entrée à la conduite de pression de fonctionnement et

du côté sortie et par l'intermédiaire de conduites d'ali-

mentation aux enceintes de pression des différents vérins

de travail, caractérisé en ce qu'une soupape de précontrain-

1 o te ( 10) est montée dans la conduite d'alimentation ( 9) d'au

moins un vérin de travail ( 3), soupape qui n'ouvre l'alimen-

tation vers le ou les vérins de travail qui lui sont rac-

cordés que pour une pression de précontrainte prédéterminée qui est au moins égale à la pression hydraulique nécessaire pour surmonter la résistance au déploiement du ou des

autres vérins de travail ( 2) du groupe de vérins.

2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en

ce que la force de précontrainte de la soupape de précon-

trainte ( 10) est réglable.

3 Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caracté-

risé en ce que la soupape de précontrainte ( 10) comprend un

dispositif de blocage qui la maintient en position d'ouver-

ture lorsqu'une pression régnant dans l'enceinte de pres-

sion du ou des vérins de travail ( 3) qui lui sont raccordés

est supérieure à la pression de précontrainte.

4 Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par un dispositif de blocage hydraulique comprenant un piston de commande ( 24) auquel est appliquée la pression régnant dans l'enceinte de pression ( 7) du ou des vérins de travail

( 3) qui lui sont raccordés.

Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en

ce que l'organe de fermeture ( 20) de la soupape de précon-

trainte ( 10) peut être soulevé de son siège ( 28) à l'encon-

tre de la force de rappel d'un ressort de précontrainte ( 16) réglable, et en ce que l'organe comprenant le siège de soupape ( 28) est relié au piston de commande ( 24) et peut être déplacé hydrauliquement par application de la pression en sens contraire au sens de l'ouverture de l'organe de

fermeture ( 20).

6 Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5,

caractérisé en ce qu'une soupape de précontrainte ( 10) n'est associée qu'au vérin de travail ou aux vérins de travail ( 3) du groupe de vérins dont la résistance au déploiement est plus faible que celle du ou des autres vérins de travail ( 2) du même groupe de vérins, et en ce que la pression de précontrainte pour laquelle s'ouvre la soupape de précontrainte ( 10) est réglée sur une pression qui est au moins égale à la pression hydraulique pour

laquelle le ou les vérins de travail ( 2) effectue ou effec-

tuent leur course avec la plus grande résistance.

7 Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6,

dans lequel le soutènement marchant est muni d'étançons hydrauliques disposés les uns derrière les autres en direction du ripage, caractérisé en ce que la soupape de précontrainte ( 10) est associée à l'étançon ou au groupe d'étançons, et de préférence à l'étançon ou aux étançons ( 3) situés à l'arrière dans la direction du ripage, dont la résistance au déploiement est plus faible que celle de

l'autre ou des autres étançons ( 2).

8 Soupape de précontrainte, destinée à être utilisée en particulier dans un dispositif selon une ou plusieurs

des revendications 1 à 7, comprenant un organe de fermeture,

et en particulier un cône de soupape, pouvant être soulevé de son siège de soupape à l'encontre de la force de rappel

d'un ressort de précontrainte, caractérisé en ce que l'or-

gane comprenant le siège de soupape ( 28) est constitué sous forme d'un piston de commande ( 24) pouvant être déplacé dans une position par application de la pression sur une surface ( 39) du piston en direction de la force du ressort de précontrainte ( 16), position dans laquelle l'organe de

fermeture ( 20) parvient en position ouverte.

9 Soupape de précontrainte selon la revendication 8, caractérisée en ce que le piston de commande ( 24) est

constitué sous forme d'un piston à étages.

Soupape de précontrainte selon la revendication 8 ou 9, caractérisée en ce que le piston de commande ( 24) est soumis à l'action d'un ressort de piston ( 31) agissant en sens contraire à celle du ressort de précontrainte ( 16), et dont la force est plus faible que celle du ressort de

précontrainte ( 16).

11 Soupape de précontrainte selon l'une des revendica-

tions 8 à 10, caractérisée en ce qu'il est prévu dans la cage ( 11) de la soupape une butée ( 32) qui soulève l'organe de fermeture ( 20) lors du mouvement du piston de commande à

partir du siège de soupape ( 28).

12 Soupape de précontrainte selon la revendication 11, caractérisée en ce que la butée ( 32) est constituée par un poussoir. 13 Soupape de précontrainte selon la revendication 12, caractérisée en ce que le piston de commande ( 24) comprend un alésage axial traversant dans lequel passe le poussoir

( 32).

14 Soupape de précontrainte selon la revendication 13, caractérisée en ce que l'organe de fermeture ( 20) pénètre dans l'alésage axial du piston de commande ( 24) au moyen d'une tige ( 21) partant du côté du ressort de précontrainte ( 16), et en ce qu'à l'état de fermeture de la soupape il existe entre la tige ( 21) et le poussoir ( 32) un intervalle (X 1) qui est plus petit que la course du piston de commande ( 24) en direction de l'action du ressort de précontrainte

( 16).

Soupape de précontrainte selon l'une des revendica-

tions 8 à 14, caractérisée en ce que qu'il est prévu dans la cage ( 11) un épaulement de butée ( 19) destiné au disque ( 18) du ressort de précontrainte ( 16), et en ce que le piston de commande ( 24) dispose dans la cage ( 11) de la soupape, et par rapport à sa position normale à l'état fermé de la soupape, d'une course libre (X) contraire à la

direction de l'action du ressort de précontrainte ( 16).

16 Soupape de précontrainte selon l'une des revendica-

tions 8 à 15, caractérisée en ce que la surface ( 39) du piston de commande ( 24) qui entoure le siège de soupape ( 28) et auquel est appliquée la pression sur le côté sortie de la soupape de précontrainte ( 10) est plus importante que la surface ( 37) du piston située à l'extrémité opposée du piston de commande et à laquelle est appliquée la pression régnant à l'entrée de la soupape.

17 Soupape de précontrainte selon l'une des revendica-

tions 8 à 16, caractérisée en ce que le ressort de précon-

trainte ( 16) s'appuie contre un organe de réglage ( 13) constitué simultanément sous forme d'une garniture de

raccordement hydraulique.

18 Soupape de précontrainte selon l'une des revendica-

tions 8 à 17, caractérisée en ce que le poussoir ( 32)

s'appuie contre un épaulement ( 34) d'une pièce de raccorde-

ment ( 12) qui forme simultanément une garniture de raccor-

dement.

19 Soupape de précontrainte selon l'une des revendica-

tions 8 à 18, caractérisée en ce que la cage ( 11) en forme de douille de la soupape comprend à l'une de ses extrémités un organe de réglage ( 13) sur lequel s'appuie le ressort de précontrainte ( 16) et à son autre extrémité la pièce de raccordement ( 12) qui reçoit le poussoir ( 32) et dans l'alésage axial de laquelle le piston de commande en gradin

( 24) est guidé de façon étanche.

Soupape de précontrainte selon une des revendica-

tions 8 à 19, caractérisée en ce que le poussoir ( 32) et la tige de soupape ( 21) de l'organe de fermeture ( 20) passent dans l'alésage axial traversant du piston de dommande ( 24)

tout en laissant un canal de traversée hydraulique.