FR2589192A1

FR2589192A1 - Dispositif de pulverisation d'eau pour tambours de coupe a dispositif de pulverisation interne de machines de creusement et d'abattage

Info

Publication number: FR2589192A1
Application number: FR8614785A
Authority: FR
Inventors: Gerhard Maschewski
Original assignee: Gewerkschaft Eisenhutte Westfalia GmbH
Current assignee: Gewerkschaft Eisenhutte Westfalia GmbH
Priority date: 1985-10-25
Filing date: 1986-10-24
Publication date: 1987-04-30
Also published as: US4721341A; IT8612539A0; FR2589192B1; DE3537981A1; IT1200292B

Abstract

DISPOSITIF DE PULVERISATION D'EAU POUR TAMBOURS DE COUPE A DISPOSITIF DE PULVERISATION INTERNE DE MACHINES DE CREUSEMENT ET D'ABATTAGE. L'INVENTION CONCERNE UN DISPOSITIF DE PULVERISATION INTERNE DE TAMBOURS DE COUPE, COMPRENANT UNE COMMANDE D'AMENEE D'EAU SOUS PRESSION CONSTITUEE DE PREFERENCE DE MANIERE QUE SEULES LES BUSES DE PULVERISATION QUI SONT DISPOSEES DANS LE SECTEUR DU TAMBOUR EN PRISE AVEC LE FRONT DE TAILLE SOIENT ALIMENTEES EN EAU SOUS PRESSION. SELON L'INVENTION, L'AMENEE D'EAU SOUS PRESSION DEPUIS LE BRAS DE COUPE 1 VERS LE TAMBOUR 3 A LIEU PAR L'INTERMEDIAIRE D'UN PISTON A GLISSEMENT 20 QUI EST REPOUSSE PAR L'EAU SOUS PRESSION CONTRE UNE SURFACE FORMANT PLATEAU DE COMMANDE 24 DU CORPS DU TAMBOUR ET QUI PRESENTE UNE OUVERTURE DE COMMANDE 23 QUI INTERSECTE LES CANAUX DE COMMANDE 35 SUR LA SURFACE FORMANT PLATEAU DE COMMANDE 24 PENDANT LA ROTATION DU TAMBOUR. DANS LES CANAUX DE RACCORDEMENT SONT MONTES DES CLAPETS ANTI-RETOUR 38 QUI MAINTIENNENT LES CANAUX FERMES QUAND ILS NE SONT PAS MIS EN SERVICE PAR LE PISTON A GLISSEMENT.

Description

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Dispositif de pulvérisation d'eau pour tambours de coupe à dispositif de pulvérisation interne de machines de creusement et d'abattage. L'invention concerne un dispositif de pulvérisation d'eau pour tambours de coupe à pulvérisation interne de machines de creusement et d'abattage, notamment de machines de coupe partielle, encore appelées machines ponctuelles, comprenant une tête de coupe transversale avec une amenée d'eau sous pression disposée dans la bras de coupe supportant le tambour de coupe et reliée par l'intermédiaire d'un cafal d'eau sous pression à un coulisseau soumis à l'eau sous pression, qui peut être amené en contact avec une surface formant plateau de commande du tambour de coupe tournant, le coulisseau formant un canal de liaison reliant le canal à eau sous pression à la surface formant plateau de commande et des canaux de commande débouchant sur la surface formant plateau de commande, canaux disposés sur un cercle primitif commun et

conduisant aux buses de pulvérisation du tambour de coupe.

Pour le percement de tunnels, galeries et analogues, y compris de galeries au rocher et de galeries de taille dans des exploitations minières souterraines, ainsi que pour l'abattage de gisements, on utilise de façon connue des machines dites ponctuelles qui sont équipées d'une tête de coupe transversale montée sur un bras de coupe pivotant, dont les deux tambours de coupe sont entraînés par un arbre orienté transversalement par rapport au bras de coupe (périodique "Glickauf" 1985, page 1206). Pour faire se déposer la poussière qui se forme pendant l'abattage, pour refroidir les outils de coupe et pour éviter l'inflammation du CH4 dans les exploitations menacées par le grisou, il est nécessaire d'asperger la région de travail des tambours de coupe avec de l'eau sous pression. Pour ce faire, on travaille en général au moyen d'un équipement de pulvérisation d'eau interne par lequel l'eau sous pression amenée de l'extérieur est introduite dans les tambours de coupe par l'intermédiaire d'un passage tournant et est

dirigée vers les buses de pulvérisation aménagées sur leur périphérie.

De tels tambours de coupe à équipement de pulvérisation d'eau interne sont le plus souvent équipés d'une commande pour l'amenée d'eau sous pression grace à laquelle on est assuré que seules les buses de pulvérisation se trouvant dans la région du secteur des tambours effectuant la coupe sont soumises à l'eau sous pression (DE-OS 28 10

982, EP-PS O 010 534).

Dans de nombreux cas d'utilisation, il est de plus en plus exigé que de l'eau de pulvérisation soit projetée précisément dans la région de travail des couteaux individuels, c'est-à-dire dans la saignée qu'ils effectuent, de manière aussi à refroidir efficacement les zones de coupe et, dans la mesure o le travail s'effectue dans des exploitations menacées par le grisou, à éviter l'inflammation des gaz de méthane qui apparaissent, par formation d'étincelles dans la zone de coupe. Il faut alors pour l'eau de pulvérisation des pressions de travail qui sont de l'ordre de grandeur d'au moins 100 à 200 bars, et même souvent de 300 bars et plus. Du fait de ces pressions de travail élevées se posent des problèmes d'étanchéité importants quand le passage tournant destiné à la pulvérisation interne est constitué dans

le moyeu du tambour ou dans l'arbre d'entraînement du tambour de coupe.

Les problèmes d'étanchéité sont d'autant plus importants que le diamètre de l'arbre ou du moyeu du tambour de coupe muni du passage tournant est plus important. Quand on utilise un mécanisme d'entraînement planétaire monté dans le tambour de coupe, il est vrai que le diamètre de l'arbre qui doit être rendu étanche pour le passage tournant n'est pas exagérément important, et dans ce cas en tout cas, quand les pressions de travail de l'eau de pulvérisation ne sont pas choisies à un niveau trop élevé, les problèmes d'étanchéité peuvent être en général surmontés. Hais les conditions sont toutes différentes

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quand on prévoit à la place du mécanisme planétaire un engrenage conique et droit. L'utilisation d'un tel engrenage présente, par rapport aux engrenages planétaires, l'avantage essentiel selon lequel les tambours de coupe de la tête de coupe transversale peuvent présenter dans l'ensemble un diamètre sensiblement plus faible. Mais d'un autre c6té la constitution d'un passage tournant destiné à l'amenée d'eau sous pression dans l'arbre d'entraînement de gros diamètre des tambours de coupe qui soit fiablement étanche même après une longue durée de fonctionnement et sous les fortes pressions de l'eau de pulvérisation qui sont exigées, est à l'origine de difficultés considérables. Selon un autre dispositif de pulvérisation d'eau connu pour tambours de coupe, qui constitue le point de départ de l'invention, il est fait en sorte, pour envoyer l'eau sous pression dans les tambours de coupe rotatifs et pour commander l'amenée d'eau sous pression, que seules les buses de pulvérisation qui sont associées au secteur du tambour qui attaque le front de taille soient alimentées en eau sous pression, on utilise en tant que coulisseau un anneau de pression en forme de piston entourant l'arbre, qui supporte un anneau de commande et est soumis à l'eau sous pression de manière que l'anneau de commande soit pressé contre une surface formant plateau de commande tournant avec le tambour de coupe, plateau dans lequel sont prévus des canaux de commande par lesquels les buses de pulvérisation individuelles sont alimentées en eau sous pression (DE-OS-31 22 955). Ce dispositif de pulvérisation d'eau exige des dépenses constructives relativement importantes et peut poser des problèmes d'étanchéité, notamment des

pressions élevées de l'eau de service qui ont été mentionnées.

Le but de l'invention est donc de constituer un dispositif de pulvérisation d'eau du type mentionné dans le préambule de façon que les dépenses constructives soient réduites dans toute la mesure du possible, qu'une pulvérisation d'eau interne parfaite puisse être obtenue même avec des pressions d'eau très élevées qui peuvent être de l'ordre de 100 à 3QO bars ou plus, sans que se posent des problèmes

particuliers d'étanchéité et d'usure.

Selon l'invention, ce but est atteint du fait que le coulisseau

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est constitué par un piston à glissement ne recouvrant la surface formant plateau de commande que sur une partie de son cercle primitif, dont l'axe est parallèle ou transversal à l'axe de rotation du tambour de coupe et qui présente en tant que canal de liaison un alésage dans le piston dont l'ouverture de commande située sur la surface formant plateau de commande intersecte les canaux de commande pendant la rotation du tambour de coupe. De préférence, les canaux de commande sont associés à un dispositif à soupape qui bloque le retour de l'eau sous pression provenant des canaux de commande qui ne sont pas

utilisés.

Avec le dispositif de pulvérisation d'eau selon l'invention, on utilise donc, pour envoyer l'eau sous pression dans le tambour de coupe rotatif et à la place du coulisseau de forme annulaire connue, un piston à glissement qui est petit par rapport à ce dernier, qui est pressé par l'eau sous pression qui lui est appliquée contre la surface formant plateau de commande et dont l'ouverture de commande qui débouche dans la surface formant plateau de commande passe devant les canaux de commande du tambour de coupe pendant la rotation de ce dernier. Les canaux de commande qui ne sont pas utilisés sont fermés par le dispositif à soupapes associé pour empacher le retour de l'eau sous pression. Comme le piston à glissement peut présenter une surface soumise à la pression relativement petite et comme il peut en résulter une diminution de la pression après l'ouverture de commande, il se forme sur le plateau de commande des pressions de surface limitées en proportion, ce qui fait que l'usure par frottement est maintenue à l'intérieur de limites bien que l'effet d'étanchéité soit suffisant. De faibles fuites d'eau par l'interstice situé entre la surface frontale du piston à glissement et la surface formant plateau de commande sont sans importance pour la pulvérisation d'eau interne.. Quand on le désire, l'eau de fuite peut être renvoyée dans le circuit hydraulique par des moyens traditionnels. Ce qui est surtout avantageux est que le piston à glissement puisse être mieux adapté par sa surface d'appui (surface frontale du piston) à la surface formant plateau de commande et à d'éventuelles inégalités de celle-ci, d'o il résulte qu'aucune exigence particulière n'a besoin d'être imposée à l'usinage précis de

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la surface et à la planéité du plateau de commande. Comme la surface frontale du piston à glissement s'use dans une certaine mesure contre la surface formant plateau de commande rotatif, l'effet d'étanchéité est encore amélioré par l'usure de la surface. Le piston à glissement mobile est ainsi réajusté automatiquement et son appui étanche contre la surface formant plateau de commande est toujours maintenu. Une surface de glissement rugueuse ne présente aucun inconvénient. Elle peut former des poches à graisse et des joints de surface du type à labyrinthe. Il est avantageux d'empêcher le piston à glissement de tourner autour de son axe grace à son élément de solidarisation en rotation, ce grâce à quoi l'adaptation de la surface frontale du piston à la surface du plateau de commande est favorisée par le frottement. En outre, les joints montés sur le piston à glissement échappent à l'usure. Du fait du dispositif d'étanchéité du piston à glissement selon l'invention, il peut en outre se former sur la surface du plateau de commande un fin film d'eau qui détermine la lubrification et le

refroidissement de la surface de glissement.

Le piston à glissement est constitué de préférence par un piston à

gradin qui coulisse dans un alésage présentant un gradin correspondant.

Son ouverture de commande présente de préférence une surface en coupe transversale plus importante que celle de son passage interne, qui est avantageusement constituée par un alésage traversant axialement le piston à glissement sur toute sa longueur. De préférence, l'agencement est prévu pour que le canal de liaison débouche sur la surface frontale du piston dans une ouverture de commande dont les dimensions sont telles qu'à tout moment un canal de commande au moins soit intersecté par l'ouverture de commande dudit piston à glissement. On évite ainsi des chocs indésirables dus à la pression lors de l'envoi de l'eau de

pulvérisation sous haute pression dans le tambour de coupe rotatif.

Il est recommandé de prévoir sur la surface frontale du piston à glissement une gorge, de préférence annulaire, qui entoure la sortie ou l'ouverture du canal de liaison du piston, et est raccordée à un canal à eau de fuite. De ce fait, pendant le travail d'abattage, un courant d'eau de fuite détermine dans l'interstice du plateau de commande une lubrification et un refroidissement des surfaces. Le piston à

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glissement peut être en outre muni d'au moins un canal destiné à une lubrification durable à la graisse, ou analogue, qui débouche sur la surface frontale du piston, de préférence dans une gorge annulaire de cette dernière, qui entoure aussi bien l'ouverture de commande du piston à glissement que la gorge annulaire reliée au canal à eau de fuite. La lubrification à la graisse améliore l'effet de lubrification

et d'étanchéité sur les surfaces de glissement.

Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le piston à glissement à gradin est guidé de façon mobile dans un alésage à gradin dont la section qui est de plus petit diamètre est raccordée à l'amenée d'eau sous pression et dont la section qui est de plus grand diamètre est raccordée au canal d'eau de fuite, le canal de liaison axial traversant débouchant dans la section d'alésage de plus petit diamètre et le canal de fuite du piston à glissement débouchant dans la section

de plus grand diamètre de l'alésage à gradin.

Avantageusement, le piston à gradin est monté dans un alésage d'une plaque d'adaptation ou analogue de forme annulaire, fixée de façon amovible latéralement sur le bras de coupe. De manière analogue, il est recommandé de disposer les canaux de commande et la surface - - fU tormant plateau de commande sur une plaque d'adaptation de forme annulaire montée de façon amovible latéralement sur le tambour de coupe. Grace à ces mesures constructives avantageuses, le montage et le démontage des éléments composants servant à l'amenée d'eau sous pression et à la commande de l'amenée d'eau sous pression se trouvent également facilités. L'interstice compris entre les plaques d'adaptation peut être fiablement fermé par un élément de recouvrement

périphérique le protégeant contre des salissures.

Le dispositif de pulvérisation d'eau selon l'invention permet de réaliser sans dépenses exagérées un équipement de pulvérisation d'eau pour les saignées provoquées par la coupe de manière que seules les buses de pulvérisation qui sont associées au secteur du tambour qui effectue la coupe soient soumises à l'eau sous pression. On peut obtenir ce résultat de façon avantageuse en raccordant en un groupe plusieurs canaux de commande voisins au moyen de canaux de raccordement, chaque groupe étant associé à des buses de pulvérisation

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disposées sur un secteur prédéterminé du tambour de coupe.

Avec le dispositif de pulvérisation d'eau de l'invention, on peut également prévoir plusieurs pistons à glissement du type mentionné, qui sont en appui glissant contre une surface formant plateau de commande commun, ou chacun sur sa propre surface formant plateau de commande. Les canaux de commande destinés à la distribution de l'eau sous pression aux buses de pulvérisation individuelles, ou aux groupes de buses de pulvérisation, peuvent être disposés sur des cercles concentriques au lieu de l'être sur un unique cercle primitif. Si on n'utilise dans ce cas qu'un unique piston à glissement, son ouverture de commande est alors constituée de manière qu'elle intersecte les

canaux de commande sur les cercles concentriques.

Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, le piston à glissement est agencé de manière que son axe soit parallèle à l'axe de rotation du tambour de coupe. Mais il est également possible de disposer le ou les pistons à glissement de façon que leurs axes soient orientés radialement par rapport à l'axe de rotation du tambour de coupe. Dans ce cas, les pistons à glissement peuvent être avancés radialement par l'eau sous pression en direction radiale contre une surface formant plateau de commande de forme cylindrique et annulaire

du tambour de coupe.

D'autres mesures constructives avantageuses de l'invention sont

indiquées dans les revendications individuelles et vont maintenant être

décrites plus en détail avec référence aux modes de réalisation de l'invention représentés sur le dessin dans lequel: la figure 1 représente une tambour de coupe transversale d'une machine ponctuelle montrée en plan et fortement schématisée pour des raisons de simplicité, dont les tambours de coupe sont chacun munis d'un dispositif de pulvérisation d'eau selon l'invention, la figure 2 représente à plus grande échelle la région du tambour de coupe et du bras de coupe entourée par la ligne en traits mixtes II de la figure 1, selon une vue en coupe partielle perpendiculaire à l'axe de rotation du tambour de coupe, la figure 3 est une coupe selon la ligne III-III de la figure 2, la figure 4 est une coupe selon la ligne IV-IV de la figure 3,

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la figure 5 est une vue en coupe correspondant à la figure 2 d'un autre mode de réalisation du dispositif de pulvérisation d'eau selon l'invention, la figure 6 représente un troisième mode de réalisation du dispositif de pulvérisation d'eau selon l'invention, selon une vue en coupe correspondant à celle de la figure 2, la figure 7 représente le mode de réalisation de la figure 6 vu en coupe partielle perpendiculairement à l'axe de rotation du tambour de coupe, la figure 8 est une vue en coupe correspondant à celle de la figure 3 d'un autre mode de réalisation du dispositif à soupapes, la figure 9 représente l'agencement de la figure 8 en coupe

partielle axiale.

A la figure 1 est représentée l'extrémité avant d'un bras de coupe 1 qui est muni d'une tête de coupe transversale 2 dont les deux tambours de coupe 3 peuvent tourner autour d'un axe de rotation commun transversal à l'axe du bras de coupe. Un tel bras de coupe à tête de coupe transversale constitue un élément d'une machine ponctuelle connue en soi, utilisée en tant que machine de creusement ou d'abattage et qui comprend par exemple un châssis muni de chenilles, sur lequel le bras de coupe 1 est monté de façon à pivoter latéralement et en hauteur. Les outils de coupe montés sur les tambours de coupe 3

ne sont représentés que de façon schématique en 4 à la figure 1.

L'ensemble de l'entraînement des deux tambours de coupe n'est pas représenté sur le dessin. Il est disposé avec le mécanisme à

l'intérieur du bras de coupe constitué sous forme d'une poutre creuse.

Les deux tambours de coupe sont montés solidaires en rotation sur un

arbre d'entraînement 5 qui est transversal au bras de-coupe 1.

Les deux tambours de coupe 3 sont équipés d'un dispositif de pulvérisation d'eau se présentant sous forme d'un dispositif de pulvérisation dit interne, dans lequel l'eau de pulvérisation est amenée aux tambours de coupe rotatifs 3 et aux buses de pulvérisation (non représentées) disposées sur la périphérie des tambours de coupe. A la figure 1 est seulement représentée en tiretés une amenée d'eau sous pression 6 disposée dans le bras de coupe 1. L'envoi de l'eau sous

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haute pression dans les tambours de coupe rotatifs a lieu dans la région II indiquée par la ligne en traits mixtes de la figure 1, qui est représentée à plus grande échelle aux figures 2 et 4 et sur les

diverses vues en coupe.

A la figure 2 et sur la gauche de la figure est représenté en coupe partielle le côté droit de la partie du bras de coupe 1 située entre les deux tambours de coupe 3 et qui comprend le palier à roulement 7, et sur la droite de la figure le tambour de coupe concerné 3, qui est relié de façon solidaire en rotation à l'arbre 5 au moyen d'une denture à cannelures 8 (figure 1) ou analogue. Une plaque d'adaptation de forme annulaire 10 est vissée latéralement sur le bras de coupe 1 au moyen d'une plaque intermédiaire de forme annulaire 9, la plaque 10 entourant l'arbre 5 et pénétrant dans un enfoncement de forme annulaire 11 du corps 3 du tambour. Au corps du tambour est relié un élément annulaire 12 qui pénètre par un prolongement radial 13 depuis l'intérieur dans un enfoncement de forme annulaire des deux plaques 9 et 10, une garniture d'étanchéité connue en soi étant disposée entre l'élément annulaire 12 ou sa partie 13 et la plaque intermédiaire 9, garniture constituée par deux bagues de pression élastiques 14 maintenues en appui d'étanchéité par des bagues métalliques 15. Dans l'enfoncement 11 du corps du tambour qui est concentrique à l'axe de rotation du tambour de coupe 3 est prévue un plaque d'adaptation de forme annulaire 16 qui est reliée de façon amovible, par exemple par

vissage, au corps du tambour.

L'amenée d'eau sous pression comprend un alésage s'étendant au travers des plaques 9 et 10, rendu étanche par rapport aux surfaces des plaques s'appuyant l'une contre l'autre par des joints toriques 17 et relié au fond d'un alésage à gradin 19 constitué dans la plaque d'adaptation 10 par un canal d'eau sous pression 18, alésage dans lequel peut se déplacer axialement un piston à glissement 20 comprenant des joints 21 et constitué sous forme d'un piston à gradin. Le piston à glissement 20 comprend dans son axe un alésage traversant 22 qui détermine un canal de liaison entre l'amenée d'eau sous pression 6 ou son canal 18 et le système de canaux du corps du tambour et de la plaque d'adaptation 16. L'alésage 22 du piston se termine par une ouverture de commande 23 qui présente une surface en section transversale plus importante que celle de l'alésage 22. La plaque d'adaptation 16 forme une surface formant plateau de commande 24 de forme annulaire contre laquelle s'applique le piston à glissement 20 par sa surface frontale plus importante 25. Un ressort 26 s'appuyant contre le fond de l'alésage à gradin 19 maintient le piston à glissement 20 en appui par sa surface contre la surface formant plateau de commande plane 24. Le piston à glissement 20 est soumis sur sa surface la plus petite à l'eau de pulvérisation à haute pression amenée par les canaux 6, 18 et est de ce fait pressé hydrauliquement par sa

surface frontale 25 contre la surface formant plateau de commande 24.

Le piston à glissement 20 comprend sur sa surface frontale 25 une gorge annulaire 27 qui entoure concentriquement l'ouverture de commande 23 et est reliée par un court alésage axial 28 à l'enceinte annulaire 29 située sur le c6té arrière de la section de plus grand diamètre du piston. Dans cette enceinte annulaire 29 est raccordé un canal d'eau de fuite 30 par lequel l'eau de pulvérisation qui fuit dans l'interstice du plateau de commande est évacuée vers l'extérieur ou est renvoyée

dans le circuit.

Le piston à glissement 20 comprend en outre sur sa surface frontale 25 de plus grand diamètre une gorge annulaire 31 concentrique à son axe, qui est reliée à une presse à graisse de lubrification déterminant une lubrification durable avec de la graisse par l'intermédiaire d'un canal 32 constitué dans le piston et d'un canal de raccordement 33 constitué dans la plaque d'adaptation 10. L'interstice annulaire à la périphérie extérieure entre les deux plaques d'adaptation 10 et 16 est rendu étanche par un anneau flexible d'arrêt

de salissures 42.

La plaque d'adaptation 16 qui est fixée de façon amovible, par vissage ou analogue, au tambour de coupe rotatif 3, et qui forme le plateau de commande 24, comprend un ensemble de canaux de commande 35 disposés à de mêmes distances angulaires les uns par rapport aux autres et répartis sur sa périphérie, qui débouchent dans la surface formant plateau de commande et sont reliés dans la plaque d'adaptation 16 à un canal de liaison 37 par l'intermédiaire d'un alésage à gradin 36, le canal 37 traversant le corps du tambour et réalisant la liaison avec un groupe de buses de pulvérisation disposées sur la périphérie du tambour. Ainsi, un groupe de buses de pulvérisation peut être commandé par l'intermédiaire de chaque canal de commande 35. La plaque d'adaptation comprend un dispositif à soupapes constitué par des clapets anti-retour 38 montés dans les alésages à gradin 36, qui se présentent sous forme de clapets anti-retour à bille chargée par un ressort et sont vissés sous forme de cartouches dans les alésages 36 à partir du c6té opposé de la plaque. Les clapets anti-retour 38 comprennent chacun une surface d'appui de forme conique 40 qui reçoit et supporte latéralement la bille 39 dans sa position totalement ouverte. En fonctionnement d'abattage, la plaque d'adaptation 16 tourne avec le tambour de coupe 3 par rapport à la plaque d'adaptation 10 montée sur le bras de coupe 1 et au piston à glissement 20 qui repose de façon étanche par sa surface frontale 25 contre la surface formant plateau de commande 24. Les canaux de commande individuels 35 sont traversés en succession par l'ouverture de commande 23, ce qui permet de réaliser la liaison à eau sous pression entre l'ouverture de commande 23 et le canal de commande correspondant 35 et depuis le clapet anti-retour 38 qui s'ouvre avec le canal 37 et de ce fait avec le groupe de buses de pulvérisation raccordées à celui-ci. Dans la position d'ouverture, la bille 39 de la soupape s'appuie contre la surface d'appui 40 de forme conique, ce qui fait que le mouvement de

rotation du tambour de coupe n'est pas influencé dans sa position.

Comme le piston à glissement 20 recouvre la surface formant plateau de commande de forme annulaire 24 seulement sur une faible partie de son étendue, les forces de compression exercées sur le piston de commande par l'eau sous pression qui parvient dans l'alésage 19 ne sont pas exagérément importantes. En fonctionnement, une faible quantité d'eau s'écoule radialement en tant qu'eau de fuite depuis l'ouverture de commande 23 vers l'extérieur, en direction de la gorge annulaire 27 et de ce fait vers le canal de fuite 30. Ainsi, un fin film d'eau se forme sur la surface formant plateau de commande 24, qui détermine la lubrification et le refroidissement des surfaces glissant l'une sur

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l'autre. Un complément de lubrification et d'étanchéité est réalisé -

dans la région périphérique de la surface frontale 25 du piston par la graisse qui y est continuellement amenée et qui se trouve dans la gorge annulaire 31. Une usure des surfaces 24, 25 provoque, en particulier du fait de la présence de l'élément de solidarisation en rotation 34, l'adaptation de ces surfaces et de ce fait l'amélioration de l'effet d'étanchéité. Comme le piston à glissement 20 est continuellement pressé par l'eau sous haute pression en direction de la surface formant plateau de commande 24, l'appui de la surface contre le plateau de commande est maintenu même quand il y a usure de sa surface frontale 25. Les figures 3 et 4 montrent que l'ouverture de commande 23 prévue sur le cSté frontal du piston à glissement 20 est dimensionnée de manière qu'à tout moment, c'est-à-dire indépendamment de la position en rotation de la plaque d'adaptation 16 par rapport au piston à glissement fixe 20, un canal de commande 35 soit mis en service par l'ouverture de commande 23 du piston à glissement. On évite ainsi des chocs indésirables dus à la pression pendant la rotation du tambour de

coupe 3.

Les figures 3 et 4 montrent en outre que plusieurs canaux de commande 35 disposés les uns contre les autres peuvent être reliés par des canaux transversaux 41. Ces canaux transversaux 41 sont disposés entre les alésages 36 qui reçoivent les clapets anti-retour 38. Dans le mode de réalisation représenté, cinq canaux de commande 35 et alésages 36 situés proches les uns des autres sont chaque fois reliés par des canaux transversaux 41, chaque groupe de ces canaux 35 étant relié à un groupe de buses de pulvérisation par un canal commun 37. Il est ainsi possible de commander la pulvérisation interne du tambour de coupe 3 de manière que ce soient seulement les buses de pulvérisation qui sont respectivement associées aux outils de coupe en prise avec le front de

taille qui sont soumises à l'eau sous haute pression.

Le mode de réalisation de la figure 5 est différent de ceux des figures 2 à 4 essentiellement seulement du fait que des canaux de commande 35 à clapets anti-retour associés 38 sont disposés sur deux cercles concentriques sur la plaque d'adaptation 16 du tambour de coupe

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3, les canaux de commande 35 étant raccordés sur les deux cercles primitifs par l'intermédiaire d'un canal de raccordement commun, ou comme montré, par l'intermédiaire d'un canal de raccordement respectif 37 à un groupe de buses de pulvérisation. L'ouverture de commande 23 de la surface de commande du piston à glissement 20 est dans ce cas constituée avec une dimension en coupe transversale telle qu'elle intersecte simultanément lescanaux de commande 35 sur les deux cercles primitifs. Selon ce mode de réalisation, l'ouverture de commande 23 a avantageusement un pourtour de forme sensiblement rectangulaire ou

ovale.

Il existe également la possibilité de prévoir plusieurs pistons à glissement 20 coopérant avec les canaux de commande 35 disposés sur un cercle primitif commun ou sur différents cercles primitifs. Lorsqu'il y a plusieurs pistons à glissement 20, ceux-ci peuvent être mis en service par exemple par des soupapes à plusieurs voies. Cet agencement permet entre autres de modifier l'angle de pulvérisation lors de la pulvérisation des saignées de la coupe par adaptation aux conditions de l'abattage. Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, le piston à glissement 20 est disposé parallèlement à l'axe de rotation du tambour de coupe 3 par son axe, comme le montrent les figures 2 à 5. Selon les figures 6 et 7, il existe cependant la possibilité de disposer les pistons à glissement 20 radialement par rapport à l'axe de rotation ou à l'arbre 5 du tambour de coupe 3. La surface formant plateau de commande 24 est dans ce cas constituée par une surface cylindrique et concentrique à l'axe de rotation du tambour de coupe. Les canaux de commande 35 et les clapets anti-retour 38 sont alors disposés en direction radiale sur la plaque d'adaptation de forme annulaire 16 du tambour de coupe 3. Il va de soi que dans ce mode de réalisation également, on peut prévoir plusieurs pistons à glissement 20, et/ou

plusieurs cercles primitifs avec des canaux de commande 35.

Au lieu du dispositif à soupapes constitué par les clapets anti-retour 38, il est possible d'utiliser pour fermer les canaux de commande 35 qui ne sont pas en service vis-à-vis d'un retour de l'eau un dispositif à soupapes d'une autre forme. Aux figures 9 et 10 est représenté un dispositif à soupapes relativement simple, qui est monté sur la plaque d'adaptation 10 reliée au bras de coupe 1 et qui ne participe pas au mouvement de rotation du tambour de coupe 3. Le dispositif à soupapes comprend en tant qu'organe de fermeture une bande d'étanchéité 43 constituée sous forme d'un segment annulaire, se présentant de préférence sous forme de plusieurs parties et constituée par plusieurs segments de bandes d'étanchéité 44. Les bandes d'étanchéité 43 ou les segments de bande 44 qui les constituent sont montées dans une gorge correspondante 45 en forme de segment annulaire de la plaque d'adaptation 10 et peuvent se déplacer axialement; pour adapter la bande d'étanchéité 43 par rapport à la surface formant plateau de commande 24, on prévoit des pistons 46 répartis sur sa périphérie, qui sont soumis à l'arrière à des ressorts 47 ou à de l'eau sous pression hydraulique par l'intermédiaire d'une amenée d'eau sous pression hydraulique 48, les bandes d'étanchéité 43 ou leurs segments 44 étant pressées contre la surface formant plateau de commande 24 pour rendre les canaux de commande 35 étanches. La bande d'étanchéité 43 s'étend sur la totalité de la périphérie à l'exception de la région périphérique dans laquelle se trouve le piston à glissement 20 avec son ouverture de commande 23. Pendant la coupe, l'amenée d'eau sous pression vers le tambour de coupe rotatif est réalisée par l'ouverture de commande 23 du piston à glissement 20 et des canaux de commande mis en service 35, les canaux de commande 35 qui ne sont pas en service étant fermés par la bande d'étanchéité 43. Il va de soi que cette constitution du dispositif à soupapes peut être utilisée également pour

les modes de réalisation des figures 6 et 7.

Lorsqu'il s'agit d'une tête de coupe transversale 2 selon la figure 1, chaque tambour de coupe 3 est muni d'un dispositif de pulvérisation d'eau du type précédemment décrit. Le dispositif de pulvérisation d'eau selon l'invention peut cependant être également utilisé avec d'autres agencements de tambours de coupe. Du fait que l'amenée et la distribution de l'eau de pulvérisation ainsi que la commande des pièces servant à la commande des différentes buses de pulvérisation et groupes de buses sont aménagées dans les plaques 10,

16, un montage et un démontage faciles de ces pièces est possible.

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Claims

REVENDICATIONS

1. Dispositif de pulvérisation d'eau pour tambours de coupe à pulvérisation interne de machines de creusement et d'abattage, notamment de machines ponctuelles, comprenant une tate de coupe transversale avec une amenée d'eau sous pression disposée dans le bras de coupe supportant les tambours de coupe et reliée par l'intermédiaire d'un canal d'eau sous pression à un coulisseau soumis à l'eau sous pression, qui peut être amené en contact avec une surface formant plateau de commande du tambour de coupe rotatif, le coulisseau formant un canal de liaison reliant le canal à eau sous pression à la surface formant plateau de commande et étant muni de canaux de commande débouchant sur la surface formant plateau de commande, qui sont disposés sur un cercle primitif commun et conduisent aux buses de pulvérisation de tambour de coupe, caractérisé en ce que le coulisseau est constitué par un piston à glissement (20) ne recouvrant la surface formant plateau de commande (24) que sur une partie de son cercle primitif, dont l'axe est parallèle ou transversal à l'axe de rotation du tambour de coupe (3) et qui présente en tant que canal de liaison un alésage (22) dans le piston dont l'ouverture de commande (23) située sur la surface formant plateau de commande (24) intersecte les canaux

de commande (35) pendant la rotation du tambour de coupe.

2. Dispositif de pulvérisation d'eau selon la revendication 1, caractérisé par un dispositif à soupapes (38, 43 à 47) qui forme le retour de l'eau sous pression provenant des canaux de commande qui ne

sont pas utilisés.

3. Dispositif de pulvérisation d'eau selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le piston à glissement (20) est constitué par

un piston à gradin.

4. Dispositif de pulvérisation d'eau selon l'une des

revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'ouverture de commande

(23) a une surface en section transversale plus importante que celle de

l'alésage (22) du piston.

5. Dispositif de pulvérisation d'eau selon l'une des

revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'ouverture de commande

(23) comprend sur la surface frontale (25) du piston une dimension telle qu'à tout moment dans le temps au moins un canal de commande (35)

est intersecté par l'ouverture de commande.

6. Dispositif de pulvérisation d'eau selon l'une des

revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'une gorge (27), de

préférence annulaire, est prévue sur la surface frontale (25) du piston à glissement (20), qui entoure l'ouverture de commande (23) et est

raccordée à un canal d'eau de fuite (30).

7. Dispositif de pulvérisation d'eau selon l'une des

revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le piston à glissement (20)

est muni d'au moins un canal (32) pour une lubrification durable avec de la graisse, canal qui débouche sur la surface frontale (25) du piston.

8. Dispositif de pulvérisation d'eau selon la revendication 7, caractérisé en ce que le canal (32) du piston débouche dans une gorge (31), de préférence de forme annulaire, de la surface frontale (25) du piston, qui entoure la gorge (27) reliée au canal à eau de fuite (30)

ainsi que l'ouverture de commande (23).

9. Dispositif de pulvérisation d'eau selon l'une des

revendications 1 à 8, caractérisé par un dispositif à ressort (26)

maintenant le piston à glissement (20) en appui étanche contre la

surface formant plateau de commande (24).

10. Dispositif de pulvérisation d'eau selon l'une des

revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le piston à glissement à

gradin (20) est guidé de façon mobile dans un alésage à gradin (19) dont la section de l'alésage qui est de plus petit diamètre est raccordée à l'amenée d'eau sous pression (6, 18) et dont la section qui est de plus grand diamètre (29) est raccordée au canal d'eau de fuite (30), le canal de liaison axial traversant (22) débouchant dans la section de plus petit diamètre de l'alésage et le canal de fuite (28) du piston à glissement (20) débouchant dans la section de plus

grand diamètre (29) de l'alésage.

11. Dispositif de pulvérisation d'eau selon l'une des

revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le piston à glissement

(20) est monté dans l'alésage à piston (19) d'une plaque d'adaptation (10) de forme annulaire, fixée de façon amovible et latéralement au

bras de coupe (1).

12. Dispositif de pulvérisation d'eau selon l'une des

revendications 1 à 11, caractérisé en ce que les canaux de commande

(35) sont constitués dans une plaque d'adaptation de forme annulaire (16) montée de façon amovible latéralement sur le tambour de coupe et

comprenant la surface formant plateau de commande (24).

13. Dispositif de pulvérisation d'eau selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que l'interstice entre les plaques d'adaptation (10, 16) est rendu étanche par une garniture périphérique de protection

contre les salissures (42).

14. Dispositif de pulvérisation d'eau selon l'une des

revendications 1 à 13, caractérisé par un élément de solidarisation en

rotation (34) du piston.

15. Dispositif de pulvérisation d'eau selon l'une des

revendications 1 à 14, caractérisé en ce que plusieurs canaux de

commande voisins (35) sont raccordés en un groupe par des canaux de raccordement (41), les buses de pulvérisation disposées sur un secteur

prédéterminé du tambour de coupe étant associées à chaque groupe.

16. Dispositif de pulvérisation d'eau selon l'une des

revendications 1 à 15, caractérisé en ce que plusieurs pistons à

glissement (20) sont prévus, qui sont en appui glissant contre une surface formant plateau de commande commune (24) ou chacun sur sa

propre surface formant plateau de commande.

17. Dispositif de pulvérisation d'eau selon l'une des

revendications 1 à 16, caractérisé en ce que plusieurs canaux de

commande sont prévus sur des cercles concentriques ou sur des cercles

décalés axialement les uns par rapport aux autres.

18. Dispositif de pulvérisation d'eau selon la revendication 17, caractérisé en ce que l'ouverture de commande (23) du piston à glissement (20) intersecte les canaux de commande (35) de cercles voisins.

19. Dispositif de pulvérisation d'eau selon l'une des

revendications 1 à 18, caractérisé en ce que le piston à glissement

(20) est monté mobile radialement par rapport à l'axe de rotation du tambour de coupe (3) et peut être déplacé par l'eau sous pression

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contre une surface formant plateau de commande de forme cylindrique et

annulaire (24) entourant l'axe de rotation du tambour de coupe.

20. Dispositif 'de pulvérisation d'eau selon l'une des

revendications 10 à 19, caractérisé en ce que le corps du tambour de

coupe (3) comprend sur le côté associé au bras de coupe (1) un enfoncement (11) dans lequel est fixée de façon amovible la plaque d'adaptation (16) munie des canaux de commande et dans laquelle pénètre la plaque d'adaptation (10) recevant le piston à glissement (20) et reliée directement ou par une plaque intermédiaire (9) au bras de coupe (1).

21. Dispositif de pulvérisation d'eau selon l'une des

revendications 2 à 20, caractérisé en ce que le dispositif à soupapes

(38, 43 à 47) est monté sur la plaque d'adaptation (10 ou 16) fixée au

bras de coupe (1) ou au tambour de coupe (3).

22. Dispositif de pulvérisation d'eau selon l'une des

revendications 2 à 21, caractérisé en ce que le dispositif à soupapes

est constitué par des clapets anti-retour (38) montés dans les canaux

de commande (35) du corps du tambour rotatif.

23. Dispositif de pulvérisation d'eau selon la revendication 22, caractérisé en ce que les clapets anti-retour (38) sont constitués par des clapets anti-retour à bille chargée par un ressort, munis de surfaces d'appui de forme conique (41) recevant les billes (39) dans

leur position d'ouverture.

24. Dispositif de pulvérisation d'eau selon l'une des

revendications 2 à 21, caractérisé en ce que le dispositif à soupapes

est monté sur le bras de coupe (1) ou sur sa plaque d'adaptation (10) et est constitué par une bande d'étanchéité en une ou plusieurs parties (43), qui peut être appliquée par la force de ressorts (47) et/ou par une sollicitation hydraulique contre la surface formant plateau de commande (24) et ferme les canaux de commande (35), à l'exception du ou des canaux de commande (35) se trouvant dans la région de l'ouverture

de commande (23) du piston à glissement.

25. Dispositif de pulvérisation d'eau selon la revendication 24, caractérisé en ce que la bande d'étanchéité (43) constituée par des segments de bande d'étanchéité en une ou plusieurs parties (43) est disposée dans une gorge (45) et est chargée sur son côté arrière par des ressorts (47) et/ou par les pistons (46) soumis à une force hydraulique.