FR2526480A1 - Commande hydraulique pour chevalet de soutenement marchant - Google Patents
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Abstract
COMMANDE POUR L'AVANCEMENT SYNCHRONE D'UN CHAPEAU EN PORTE A FAUX 38 ARTICULE AU CHAPEAU DE TOIT 35 D'UN CHEVALET DE SOUTENEMENT MARCHANT ET MUNI D'UN VERIN D'AVANCEMENT 2 MONTE SUR LA STRUCTURE DE SEMELLE ET ARRETE PAR UNE BUTEE SITUEE DU COTE DU FRONT DE TAILLE, LA CAVITE ANNULAIRE 16 DU VERIN EN PORTE A FAUX 1 QUI POUSSE LE CHAPEAU EN PORTE A FAUX 38 EN DIRECTION DU FRONT DE TAILLE EST RELIEE, PAR UN TUYAU DE COMMANDE 15, A LA CAVITE DE COURSE 22 D'UN VERIN DE MESURE REGLABLE EN LONGUEUR PARALLELEMENT AU VERIN D'AVANCEMENT 2. AU TUYAU DE COMMANDE 15 EST RACCORDE UN DISTRIBUTEUR DE COMMANDE 23 QUI REPOND A LA PRESSION DU TUYAU DE COMMANDE 15 EN CE SENS QU'EN CAS DE CHUTE DE PRESSION IL AMENE DU LIQUIDE SOUS PRESSION A LA CAVITE DE PRESSION 13 DU VERIN EN PORTE A FAUX 1 POUR DEPLOYER LA TIGE DE PRESSION 11 ET QU'EN CAS D'ELEVATION DE PRESSION, IL LA FERME A NOUVEAU. LE VERIN DE MESURE EST AVANTAGEUSEMENT UNE PERFORATION AXIALE 28 DE LA TIGE DE PISTON 3 DU VERIN D'AVANCEMENT 2.
Description
L'invention concerne une commande hydraulique pour che-
valet de soutènement marchant, comportant un vérin d'avance-
ment pouvant être alimenté en liquide nous pression par un distributeur de marche et qui est arrêté par une butée située du côté du front de taille et monté-sur la structure de semel- le du chevalet de soutènement, ainsi que des étais réglables hydrauliquement en hauteur,-s'appuyant sur ce vérin et servant à soutenir un chapeau de toit et un chapeau en porteà-faux articulé à celui-ci et pouvant être déployé en direction du front de taille, par un vérin en porte-à-faux pouvant être
alimenté en liquide sous pression des deux côtés, en synchro-
nisme avec la longueur de déploiement du vérin d'avancement, le synchronisme étant commandé par un distributeur de commande
relié au vérin d'avancement par un tuyau de commande.
On connait déjà des commandes pour soutènement marchant hydraulique qui commander automatiquement l'avancement d'un chapeau en porte-à-faux de telle sorte que le toit dégagé par la machine d'abatage est soutenu de façon synchrone lors de la
progression momentanée de ltabatage Le chapeau en porte-à-
faux doit soutenir le toit sans retard, déjà avant que le sou-
tènement n'avance, afin que le toit ne reste pas longtemps
sans boisage De cette manière, en particulier dans des chan-
tiers à rabotage o l'on dégage le toit par tronons, on évite
des effondrements pendant l'abatage.
Par le DE-OS 30 00 866, il est connu de régler le syn-
chronisme du vérin en porte-à-faux et du vérin d'avancement avec un liquide de commande Quand le vérin d'avancement est rétracté, une colonne de liquide se trouve dans une cavité annulaire à l'intérieur de la tige de piston et pendant le déploiement du vérin d'avancement, elle est expulsée, par une
tige de piston auxiliaire vers un vérin de commande Un pis-
ton de manoeuvre placé dans le vérin de commande et soumis à l'action du liquide de commande ouvre alors l'obturateur d'un distributeur de commande de sorte que du liquide sous pression
afflue à la cavité de pression du vérin en porte-à-faux Celui-
ci est constitué de la même façon que le vérin d'avancement.
Lors du déploiement du vérin en porte-à-faux, un liquide de commande qui se trouve sous forme de colonne de liquide dans
la cavité annulaire est également expulsé, par la tige de pis-
ton de ce vérin, vers un deuxième vérin de commande Le piston de manoeuvre de celui-ci ramène l'obturateur du distributeur de commande à la position de fermeture, ce qui a pour effet d'interrompre le déploiement du vérin en porte-à-faux jusqu'à ce que la commande réponde à nouveau lorsque le vérin d'avan-
cement poursuit son mouvement Toutefois, cette commande né-
cessite un dispositif de manoeuvre compliqué pour le distribu-
teur de commande et un vérin en porte-à-faux de constitution spéciale qui, étant donné sa grandeur, est difficile à loger
dans le chapeau en porte-à-faux.
Selon une autre proposition (GLUCKAUF 114, 1978, n 115
page 641, DE-OS 29 17 609) le vérin en porte-à-faux est com-
mandé mécaniquement et déployé graduellement en fonction de la longueur de déploiement du vérin d'avancement A cet effet
est prévu un distributeur de commande muni d'un levier de ma-
noeuvre sollicité par ressort qui, lors du déploiement du vérin d'avancement, dépasse des cames de commande disposées sur la surface latérale de celui-ci Lors du dépassement d'une came de commande, le distributeur s'ouvre et du liquide sous pression afflue, du tuyau à haut pression, sous la surface de piston d'un vérin de dosage de sorte que le liquide qui se
trouve dans une cavité de dosage et qui a été aspiré précédem-
ment du tuyau de reflux est éjecté vers-la cavité de course
du vérin en porte-à-faux Le chapeau en porte-à-faux se dépla-
ce alors dans une mesure déterminée en direction du front de taille Le distributeur de commande se ferme lorsque son levier
de manoeuvre pénètre dans un creux entre deux cames de comman-
de Puis, la surface annulaire du piston de dosage est alimen-
té en liquide sous pression de sorte que ce piston retourne à la position initiale, la cavité de dosage se remplissant à nouveau de liquide venant du tuyau de reflux Le vérin en porte-à-faux est donc déployé graduellement par intervalles à la longueur de déploiement du vérin d'avancement, par commande mécanique Toutefois, la commande du vérin en porte-à-faux peut être gênée par des impuretés présentes dans les creux entre les cames de commande du vérin d'avancement Les organes
palpeurs dégagés peuvent en outre entraver la course.
Avec les commandes susdites, on ne réalise le synchro-
nisme que dans un sens Or, pour éviter des effondrements, il faut viser non seulement à un déploiement synchrone mais aussi à une rétraction synchrone du chapeau en porte-à-faux, afin que ce chapeau ne se détache pas à nouveau du toit lors du
processus d'avancement.
Le but de l'invention est de fournir une commande de synchronisme du chapeau en porte-à-faux et du vérin d'avance-
ment qui puisse être exécutée avec des moyens techniques sim-
ples, qui fonctionne automatiquement avec synchronisme dans les deux sens et qui réponde sans retard à toute modification
du mouvement.
Ce problème est résolu par les caractéristiques suivan-
tes S a) un vérin de mesure dont le volume peut varier parallèlement à la longueur de déploiement du vérin d'avancement est relié par un tuyau de commande à la cavité annulaire du vérin en porte-à-faux,
b) l'obturateur, sollicité par ressort dans le sens de ferme-
ture, d'un distributeur à 3/2 voies amenant du liquide sous pression du tuyau à haute pression à la cavité de pression du vérin en porte-à-faux, est réglable en fonction de la pression dans le tuyau de commande, de telle sorte que, c) le distributeur à 3/2 voies est ouvert en cas de chute de pression en dessous d'un seuil prescrit et fermé en cas d'élévation de pression au dessus du seuil Des aménagements
avantageux sont décrits plus loin.
La commande selon l'invention règle le synchronisme entre le vérin en porte-à-faux monté dans le chapeau en porte-à-faux et le vérin d'avancement en fonction de la pression d'un tuyau de commande qui relie la cavité de course d'un vérin de mesure dont le volume peut varier avec la longueur de déploiement du vérin d'avancement, ou la cavité d'une perforation de mesure correspondante, à la cavité annulaire du vérin en porte-à-faux, L'augmentation de volume qui intervient lors du processus d' avancement engendre une chute de pression dans le vérin de
mesure et dans le tuyau de commande, de sorte qu'un distribu-
teur de commande à 3/2 voies s'ouvre et que par celui-ci, du liquide sous pression s'écoule du tuyau à haute pression à la cavité de pression du vérin en porte-à-faux pour déployer le chapeau en porte-à-faux Le liquide sous pression ainsi éjecté de la cavité annulaire du vérin en porte-àfaux afflue par le
tuyau de commande à la cavité de course du vérin de mesure.
Aussitôt que cette cavité ne s'agrangit plus, lors d'un arrêt du vérin d'avancement, la pression augmente à nouveau dans le tuyau de commande et le vérin de mesure ou la perforation de mesure, de sorte que le distributeur de commande se ferme et que le chapeau en porte-à-faux ne se déploie pas davantage. La commande selon l'invention commande automatiquement et à peu près simultanément le synchronisme du dispositif en porte-à-faux avec la longueur de déploiement du cylindre d'a w
vancement aussi bien dans le sens du déploiement lors de l'a-
vancement du transporteur que dans le sens de la rétraction lors de l'avancement du chevalet de soutènement marchant cle sorte que l'on évite desfausses manoeuvres Si le chapeau en
porte-à-faux qui se déploie heurte un obstacle, il reste im-
mobile et le vérin de mesure du vérin d'avancement qui conti-
nue de se déployer se remplit de liquide sous pression venant du récipient de compensation de sorte qu'aucune dépression
n'est créée dans le tuyau de commande.
Pour l'exécution de la commande selon l'invention, on utilise des moyens techniques simples L'appareil de commande nécessaire est peu encombrant et composé d'éléments utilisés en série Dans une construction avantageuse et peu encombrante le vérin de mesure prévu est une perforation axiale de mesure pratiquée dans la tige de piston du vérin d'avancement La
commande est donc facile à loger dans des chevalets de soutè-
nement marchants pour veines peu profondes.
On explique plus précisément l'invention ci-après à propos des exemples d'exécution représentés par les dessins sur lesquels: Fig 1 est un schéma de la commande de synchronisme sous une exécution simple,
Fig 2 montre en coupe longitudinale un vérin d'avance-
menit pour la commande de synchronisme, Fig 3 est un schéma de la commande de synchronisme sous une exécution plus perfectionnée, Fig 4 montre un chevalet de soutènement marchant muni
de la commande de synchronisme.
La commande selon l'invention est prévue pour le synchro-
nisme d'un vérin en porte-à-faux 1 et d'un vérin d'avancement 2 dans un chevalet de soutènement marchant, sans toutefois être limitée à ce cas d'application Le chevalet de soutènement
marchant représenté par la Fig 4 comprend comme groupes essen-
tiels la structure de semelle 339 les étais réglables hydrau-
liquement en hauteur 34, montés sur cette structure et qui sou-
tiennent un chapeau de toit 35 Un bouclier de rupture 36 est monté par des bras oscillants 37 sur la structure de semelle 33 et articulé, du côté du remblai, au chapeau de toit 35 Du côté du front de taille, au chapeau de toit 35 est articulé un chapeau en porte-à-faux 38 pouvant se déployer télescopiquement et que l'on déploie au direction du front de taille avec le
vérin en porte-a-faux 1 qui y est monté Le chapeau en porte-à-
faux 38 relié par une articulation au chapeau de toit 35 est soutenu sur celui-ci de manière à pouvoir pivoter en hauteur par un vérin de réglage 39 Le vérin d'avancement 2 du chevalet de soutènement marchant est monté sur la structure de semelle 33 et arrêté, par la tige de piston 3 qui se déploie, contre
un transporteur 40 installé le long du front de taille et ser-
vant de butée.
Après l'extraxtion du charbon qui affleure du côté du
front de taille, le transporteur 40 est poussé en avant, con-
formément au progrès de l'abatage, par la tige de piston 3 du
cylindre d'avancement 2, qui se déploie A cet effet, la cavi-
té de pression 4, sous le piston 5 du vérin d'avancement 2, est alimenté, par l'un des deux distributeurs à 3/2 voies du distributeur de marche 6, en liquide sous pression venant du tuyau à haute pression P Dans le tuyau d'amenée à la cavité de pression 4 du verin d'avancement 2 se trouvent une valve anti-retour 7 et un limiteur de pression 8 Pour rétracter la tige de piston 3 lors du processus d'avancement du chevalet
de soutènement marchant, la cavité annulaire 9 du vérin dtavan-
cement 2 est alimentée en liquide sous pression passant par le deuxième distributeur à 3/2 voies du distributeur de marche 6.
Dans l'exemple d'exécution simple de la commande de syn-
chronisme représenté par la Fig 1, ilest seulement prévu un vérin en porte-à-faux 1 qui est commandé par un distributeur de marche 10 composé de deux distributeurs à 3/2 voies, Pour déployer la tige de piston il du vérin en porte-à-faux 1 de manière à déployer le chapeau en porte-à-faux 38, du liquide
sous pression est amené du tuyau à haute pression P, en pas-
sant par un sélecteur de circuit 12, à la cavité de pression 13
située sous le piston 14 Pour la rétraction, la cavité annulai-
re 16 du vérin en porte-à-faux 1, raccordée à un tuyau de com-
mande 15, eht alimentée pa l'intermédiaire d'un sélecteur de circuit 17 et d'une valve anti-retour 18 Le tuyau de commande est protégé par un limiteur de pression 19 Dans l'exemple
d'exécution selon la Fig 1, parallèlement au vérin d'avance-
ment 2 est disposé un vérin de mesure 20, réglable en longueur, dont la tige de piston 21 est accouplé a cylindre du vérin d' avancement 2 et dont le cylindre est accouplé à la tige de piston 3 du vérin 2 La cavité de course 22 du vérin de mesure 20 est reliée par le tuyau de commanee 15 à la cavité annulaire 16 du
vérin en porte-à-faux 1.
Pour le synchronisme avec le vérin d'avancement 2, la cavité de pression 13 du vérin en porte-à-faux 1 peut en outre être soumise, en passant par un distributeur de commande à 3/2 voies, 23, à une pression venant du tuyau à haute pression P et qui est amenée, en passant par le sélecteur de circuit 12, sous la dépendance de la pression du tuyau de commande 15 Le distributeur de commande 23, dont l'obturateur non représenté est retenu en position de fermeture par une force de ressort,
est ouvert par un poussoir de manoeuvre 24 Celui-ci est ac-
tionné par une balance hydraulique 25 qui est sollicitée d'un côté par un piston de manoeuvre 26 relié au tuyau de commande 15 et de l'autre côté par un ressort 27 La surface du piston de manoeuvre 26 et la force du ressort 27 sont harmonisées entre elles de telle sorte que le piston de manoeuvre 26, soumis à la pression du tuyau de commande 15, maintient la balance 25 contre la force du ressort 27, dans une position o elle ne sollicite pas le poussoir de manoeuvre 24 Le distributeur de commande 23 est donc termé et la cavité de pression 13 du vérin en porte-à-faux 1 est reliée au reflux T lorsqu'il règne une pression prescrite dans le tuyau de commande 15 Aussitôt que la pression s'abaisse en dessous du seuil prescrit et que la force agissant sur le piston de manoeuvre 26 diminue au point que la force du ressort 27 déplace la balance 25 en direction du poussoir de manoeuvre 24, le distributeur de commande 23
s'ouvre du côté du tuyau à haute pression P C'est le cas lors-
que la cavité de pression 4 du vérin d'avancement 2 est alimen-
té en liquide sous pression par le distributeur de marche 6 et
que la tige de piston 3 se déploie Par suite, le vérin de me-
sure 20 accouplé à la tige de piston 3 se déploie relativement a la tige de piston fixe 21, de sorte que la pression, dans le tuyau de commande 15 raccordé au vérin de mesure 20, diminue avec l'accroissement de la cavité de course, Par le distributeur de commande 23 ouvert, du liquide sous pression venant du tuyau à haute pression P afflue, en
passant par le sélecteur de circuit 12, à la cavité de pres-
sion 13 du vérin en porte-à-faux 1 et agit sur le piston 14.
Lorsque la tige de piston Il se déploie, du liquide sous pres-
sion est refoulé, de la cavité annulaire 16 du vérin en porte-
à-faux, qui rapetisse, vers le tuyau de commande 15 menant au vérin de mesure 20 Etant donné que la cavité annulaire 16 du vérin en porte-à-faux et la cavité de course 22 du vérin de
mesure 20 présentent des aires de section égales, le distri-
buteur de commande 23 reste ouvert aussi longtemps que le vo-
lume de liquide expulsé de la cavité annulaire 16 est compensé
par l'agrandissement de la cavité de course 22 du vérin de me-
sure 20, lors du déploiement de la tige de piston 3 du vérin
d'avancement 2 Le vérin en porte-à-faux 1 et le vérin d'avan-
cement 2 se déploient alors de la même course, de façon syn-
chrone Mais aussitôt que, par l'arrêt du vérin d'avancement 2, la cavité de course 22 du vérin de mesure 20 ne s'agrandit plus, la pression augmente dans le tuyau de commande 15 de sorte que
la balance 25, sous l'action de la force agissant sur le pis-
ton de manoeuvre 26, retourne à la position initiale o le
distributeur de commande 23 est fermé.
Dans un mode d'exécution avantageux de l'invention, selon la Fig 2, le vérin de mesure 20 est intégré à la tige de piston 3 du vérin d'avancement 2 La cavité de course 22 du vérin de mesure 20 est formé par la perforation axiale 28 de la tige de piston 3 dans laquelle pénètre un plongeur 30 fixé au fond 29 du vérin Dans cette exécution, le piston 31 n'est pas relié solidairement à la tige de piston 3 mais monté de
manière à pouvoir coulisser sur celle-ci en direction axiale.
Pour déployer la tige de piston 3, on agit seulement sur un collet 32 de l'extrémité intérieure de la tige de piston 3 et le piston volant 31 suit le mouvement sans subir d'effort Lors de la rétraction de la tige de piston 3 pour l'avancement du chevalet de soutènement, le piston 31 appliqué contre le collet
32 repousse dans le vérin d'avancement 2 la tige de piston 3.
Dans l'exemple d'exécution plus perfectionné selon la Fig 3, au lieu du ressort 27, qui amène le distributeur à 3/2 voies 23 à la position d'ouverture en cas de chute de pression dans le tuyau de commande 15, est prévu un piston de manoeuvre 41 qui peut subir l'action du liquide sous pression amené du distributeur de marche 6 à la cavité de pression 5 du vérin d'avancement 2 Dans le chapeau en porte-à-faux non représenté 38 sont disposés trois vérins en porte-à-faux dont celui du
milieu est relié par la cavité annulaire 16 au tuyau de com-
mande 15 et relié par celui-ci au piston de manoeuvre 26 du distributeur à 3/2 voies 23 et à la perforation de mesure 28 du vérin d'avancement 2 Le piston de manoeuvre 26 agit, dans
le sens de fermeture, dans le même sens que le ressort de fer-
meture du distributeur à 3/2 voies 23 et à une plus grande surface que le piston de manoeuvre 41 relié à la cavité de pression du vérin d'avancement 2 et qui ouvre le distributeur à 3/2 voies 23 du côté du tuyau à haute pression P qui lui est raccordé Au tuyau de commande 15 est encore raccordé un
récipient compensateur 42 qui présente un volume de remplis-
sage aussi grand que la perforation de mesure 28.
Du distributeur de commande non représenté des étais 34 un tuyau 43 mène à un distributeur de réglage 44 relié au tuyau
de commande 15 De cette manière, à chaque processus de com-
mande, du liquide sous pression peut affluer, en passant par le distributeur de réglage 44, au tuyau de commande 15 et au
récipient compensateur 42 et remplir le tuyau de commande 15.
Le distributeur de réglage 44 est constitué de telle sorte qu' il règle automatiquement la pression du tuyau de commande 15 à un seuil prescrit Le liquide sous pression qui afflue lors du processus de commande alimente aussi la cavité annulaire 16 située devant le piston 14 du vérin en porte-à-faux 1 de sorte que le chapeau en porte-à-faux 38, éventuellement encore
partiellement déployé, est complètement rétracté.
V< Le distributeur de réglage 44 ferme le tuyau de comman-
de 15 vis-à-vis du tuyau 43 aussitôt qu'il est alimenté, sur l'un des deux pistons de manoeuvre 45 et 46 disposés en série, en liquide sous pression amené par le distributeur de marche
6 à l'un ou à l'autre côté du piston du vérin d'avancement 2.
Il est ainsi assuré qu'à chaque actionnemnent du vérin d'avan-
cement 2, le tuyau de commande 15 soit fermé vers l'extérieur.
L'amenée de liquide sous pression du tuyau à haute pression P au distributeur à 3/2 voies 23 peut être interrompue par un distributeur d'isolement 47 disposé entre le chapeau de toit 35 et le chapeau en porteà-faux 38 lorsque l'angle d'inclinai-
son du chapeau en porte-à-faux dépasse une grandeur prescrite.
Le fonctionnement de la commande de synchronisme selon
la Fig 3 est le suivant.
La cavité de pression 4 du vérin d'avancement 2 est ali-
mentéeen liquide sous pression venant du tuyau à haute pression P, par le distributeur de marche 6, pour le déploiement de la tige de piston 3 Le liquide sous pression qui afflue agit simultanément sur le piston de manoeuvre 41 du distributeur à 3/2 voies 23 et sur le piston de manoeuvre 45 du distributeur
de réglage 44 Lorsque la tige de piston 3 du vérin d'avance-
ment 2 se déploie, la cavité de course 22 de la perforation
axiale de mesure 28 sertde vérin de mesure Par suite, la pres-
sion qui règne sur le piston de manoeuvre 26 dans le tuyau de commande 15 tombe en dessous du seuil prescrit Le piston de manoeuvre 41 fait alors passer le distributeur à 3/2 voies à la position d'ouverture dans laquelle du liquide sous pression venant du tuyau à haute pression P afflue, en passant par le sélecteur de circuit 12, aux cavités de pression 13 des vérins en porte-à-faux 1 La pression agissant sur le piston 14 déploie
par les tiges de piston 11, le chapeau en porte-à-faux 38.
Pendant que le liquide sous pression refoulé des cavités annu-
laires 16 des deux vérins en porte-à-faux extérieurs 1 s'écoule en passant par le distributeur de marche 10 ouvert du côté du tuyau de relux T, le liquide sous pression est expulsé de la cavité annulaire 16 du vérin en porte-à-faux central 1, en passant par le tuyau de commande 15, vers la cavité de course
22 de la perforation de mesure 28, qui s'agrandit lors du dé-
ploiement du vérin d'avancement 2 et les volumes se compensent.
Lors de l'arrêt du vérin d'avancement 2, la pression augmente immédiatement dans le tuyau de commande 15 et coupe, par le piston de manoeuvre 26, l'afflux de liquide sous pression du tuyau à haute pression P à la cavité de pression 13 du vérin
en porte-à-faux 1, par le distributeur à 3/2 voies 23 Inver-
sement, lors de la rétraction du vérin d'avancement 2, le li-
quide de mesure venant de la cavité de course 22 de la perfo-
ration de mesure 28 est refoulé, en tant que liquide de travail dans la cavité annulaire 16 du vérin en porte-à-faux central 1
qui se rétracte alors en synchronisme avec le vérin d'avance-
ment 2, du liquide sous pression étant expulsé des cavités de pression 4 et 13 vers le tuyau de reflux T.
Claims (1)
1 à 13, caractérisée par le fait que dans le chapeau en porte-
à-faux ( 38) trois vérins en porte-à-faux ( 1) sont disposés pa-
rallèlement côte à côte, l'un étant raccordé par la cavité annulaire (i 6) au tuyau de commande ( 15) tandis que les autres
peuvent, indépendamment de cela, subir dans la cavité annulai-
re ( 16), par le distributeur de marche ( 10), l'action de liqui-
de sous pression venant du tuyau à haute pression (P).
Applications Claiming Priority (2)
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