Brevet FR2004966A1 — publié le 19691205

L'invention concerne une articulation servant à relier deux segments d'un soutènement de galerie de mine, chaque moitié de cette articulation comprenant un oeillet d'articulation avec coussinet, et les moitiés de 1'articulation étant maintenues assemblées par un boulon ou axe d'articulation passant à travers les oeillets de cette articulation. les articulations de ce genre comprennent souvent, sur l'une de leurs moitiés, une plaque de base aui prend appui contre la face en bout de l'un des segments, et qui est fixée à cette face du segment, soit par soudure autogène, soit au moyen de pattes de fixation et par des boulons. I1 peut s'agir, en l'espèce, de profilés en forme de gouttière. L'autre moitié de l'articulation doit, par contre, être fixée souvent sur un profilé à une seule âme, par exemple un profilé en I. lies assemblages articulés de ce genre que l'on connaît jusqu'à présent sont utilisés comme articulations de liaison dans les angles du soutènement polygonal des galeries, et on les fixe alors aux extrémités des segments. On peut aussi les utiliser sous la forme de moitiés d'articulations ne pouvant être détachées du profilé de soutènement, et fixées par soudure autogène. l'invention est relative au problème technique de réalisation d'une articulation pour le soutènement des galeries qui puisse être fixée en un endroit quelconque de l'un des segments. Conformément à l'invention, on résout ce problème par le fait qu'une moitié de l'articulation présente, dans le milieu, un oeillet d'articulation et, sur les deux cOtés de cet oeillet, les coussinets, et que l'autre moitié de l'articulation est formée de deux mâchoires de serrage qui passent autour de l'aile de l'un des segments et qui se continuent chacune en une moitié d'articulation, ces moitiés comprenant entre elles l'oeillet d'articulation et prenant appui sur ses coussinets, cependant que l'axe d'articulation assure en même temps, d'une manière qui réalise une transmission impérative des forces, le serrage des mâchoires de serrage des deux moitiés de l'articulation surle profilé du segment, sans que les moitiés de l'articulation prennent appui l'une sur l'autre dans le sens axial. l'avantage de l'invention consiste en ce que la fixation de l'articulation peut s'effectuer par serrage des mâchoires de serrage avec des forces aussi grandes que l'on veut en des em placements auelconques de l'un des segments, sans que la liberté de dilatation de l'articulation en soit renée. En particulier, l'oeillet d'articulation du milieu est d'une largeur, dans le sens de l'axe, qui représente environ un quart de la largeur d'une plaque de base qui prend appui sur la face en bout de l'aile. de l'autre segment. les coussinets disposés symétriquement de chacun des deux cOtés de l'oeillet d'articulation présentent des surfaces d'appui qui s'étendent sur un arc d'environ 85 à 950, cependant qu'entre l'oeillet d'articulation et l'aile de l'autre segment subsiste un jeu. Une autre forme de réalisation de l'invention consiste en ce aue l'oeillet d'articulation du milieu présente, sur les deux côtés, des saillies de forme cylindrique qui dépassent les coussinets et reçoivent le boulon d'articulation. les coussinets des mâchoires de serrage présentent des évidements cylindriques pour les corps creux cylindriques. I1 est alors avantageux de laisser subsister, entre les corps creux cylindriques et les évidements cylindriques, un jeu tel que les oeillets d'articulation des mâchoires de serrage puissent prendre appui sur les coussinets de l'autre moitié de l'articulation. D'autre part, il faut toute fois -que la profondeur des évidements cylindri;aues soit telle que les pièces creuses puissent de toute leur longueur y pénétrer. D'autre part, sur la plaque de base, l'oeillet d'articulation du milieu est exécuté, avec les coussinets, de façon symétrique dans le sens axial et perpendiculairement d ce sens. L'angle de rotation de l'articulation doit atteindre au moins 1100, en sorte que l'articulation puisse pivoter vers la droite aussi bien que vers la gauche de 550 à partir de sa position moyenne. Il est avantageux d'autre part de munir l'oeillet d'articulation du milieu d'une boutonnière disposée de façon à être perpendiculaire à l'axe du boulon, cependant que les oeillets d'articulation des mâchoires de serrage présentent des trous ronds pour le boulon d'articulation qui a peu de jeu. La largeur de la boutonnière peut être égale au diamètre du trou des oeillets d'articulation des mâchoires de serrage. les surfaces de roulement des oeillets d'articulation des mâchoires de serrage peuvent avoir, dans le sens de l'axe, une largeur plus faible que la largeur axiale des coussinets. L'articulation selon l'invention permet de faire varier la forme de base du soutènement des galeries, en particulier du montant des soutènements. Dans le cas d'un montant du soutènement, on peut, par exemple, rattacher les étançons au chapeau de.façon à obtenir, sur le chapeau, des extrémités du profilé qui fassent saillie. En outre, on peut à tout instant rattacher des étançons supplémentaires en des emplacements auelconques du chapeau. C'est, en particulier, pour le soutènement à l'endroit du raccordement entre la taille et la galerie que ces possibilités sont avantageuses. Dans la pratique, on ne peut pas dépasser avec le couple de serrage des boulons une certaine valeur maximum déterminée pour la force d'assemblage par frottement. Dans le cas d'une charge élevée, l'articulation peut glisser et modifier sa position sur le segment de soutènement. Pour bien des raisons, cela est indésirable. On peut supprimer ce phénomène. Cela s'obtient, en principe, par des surfaces partielles prévues sur les cOtés des mâchoires de serrage qui sont tournés vers l'aile du profilé du segment intéressé, en vue du coincement des mâchoires de serrage par mise en position oblique lorsqu'une charge s'applique sur la liaison par serrage. Ce coincement en position oblique des mâchoires de serrage augmente la résistance due au frottement et empêche ainsi un déplacement prématuré des mâchoires de serrage sur les ailes. En particulier, la surface partielle du milieu peut être exécutée sous la forme d'un rehaussement semblable à une nervure. La hauteur des nervures détermine le degré auquel on assure le coincement avec orientation oblique et, par conséquent, l'ordre de grandeur de la charge recueillie jusqu'à ce que commence le glissement des mâchoires de serrage le long des ailes du profilé. les dessins annexés représentent schématiquement des exemples de réalisation et d'application de l'articulation selon l'invention ; dans ces dessins Fig. 1 représente, en une coupe axiale, une articulation selon l'invention, cette coupe étant faîte selon la ligne i-B de la figure 2. Pig. 2 est une vue de côté de l'objet de la fig. 1, en partie en coupe le long de la ligne C-D de la fig. 1. Fig. 3 représelLte, d'une manière semblable-N la rig. 1, une autre forille de réalisation de l'articulation selon l'invention. ? ;. 4 représente, de la même manière que la fig. 1, une forme modifiCe encore différeifte de l'articulation selon l'in Invention. Fig. 5 représente un soutènement de galerie avec montant d'une porte, à l'endroit du raccordement entre la taille et la galerie. Fig. 6 représente un soutènement de galerie avec montant de porte, comprenant une semelle. Fi. 7 est une vue de côté d'une mâchoire de serrage selon l'invention, avant que commence l'application de la charge. Fig. 8 représente de la même manière que la fig. 1 la mâ- choire de serrage après application de la charge. Fig. 9 est une vue de face de l'objet de la fig. 1. Dans les figures 5 et 6 sont représentés des chapeaux en un profilé 1 à une seule âme, cependant que le soutènement comprend des étançons latéraux en un profilé 2 en forme de gouttière. La semelle du seuil qui est représentée dans la fig. 6 est constituée d'un profilé 3 à une seule âme. le raccordement les uns aux autres des éléments décrits s'effectue par des articulations 4. Dans l'exemple de réalisation selon la fig. 5, l'étançon 5 du milieu est relié de façon amovible au chapeau 1 au moyen de l'articulation. Les étançons 2 des côtés sont rattachés de façon amovible ati chapeau 1 à l'aide d'articulations. Mais le chapeau dépasse par des portions la et lb au-delà des articulations. L'extrémité la plus courte la du chapeau va jusqu'à la paroi de charbon, tandis que l'extrémité plus longue lb du chapeau est utilisée au soutènement à l'endroit du raccordement avec la taille. Dans la figure 6, on pourrait également prévoir, à l'aide d'une articulation 4, un étançon dans le milieu. L'exécution de l'articulation 4 ressort de la représentation des figures 1 à 4. Une plaque de base présente, sur l'un de ses cOtés, des pattes 7 de raccordement. Du côté opposé, elle porte dans le milieu, un oeillet d'articulation 8 présentant une boutonnière 13. Des deux côtés de l'oeillet d'articulation 8 se trouvent des coussinets 9 en forme de demi-cercle, qui s'étendent sur un arc correspondant à un angle d'ouverture de 85 à 95 . Aux extrémités des coussinets se trouvent des surfaces de butée 14 qui limitent à une valeur d'environ 1100 l'anOle dans les limites duquel l'articulation a la liberté de pivoter. lies profilés 1 à une seule âme ont des ailes la présentant des largeurs différentes. C'est pourquoi l'autre moitié de l'articulation présente deux mâchoires de serrage 10 qui saisissent l'aile du profilé d'une manière qui assure une transmission impérative des forces. n outre, les coussinets 9 sont inclinés, à partir de l'oeillet d'articulation 8 et en direction de l'ex- térieur, de préférence sous un angle obtus de 950. Par ce moyen, on obtient un centrage dans le milieu des oeillets d'articulation 11 que portent les mâchoires de serrage 10.D'autre part, les coussinets 9 peuvent Btre exécutés de maniere à monter en direction ae l'extérieur sous un angle aigu de 850. les trois oeillets d'articulation 8 et 11 sont reliés entre eux, de manière à pouvoir tourner, par un boulon d'articulation 12, mais ils ne sont pas bloqués dans le sens axial. le boulon d'articulation 12 bloque en même temps les mâchoires de serrage 10 sur le profilé de soutènement. les mâchoires de serrage 10 sont venues d'une seule pièce avec les oeillets d'articulation 11. Cet assemblage par serra peut être réalisé en n'importe quel emplacement de l'aile la, et être à nouveau défait en tout temps. L'oeillet d'articulation 8 d'angle peut avoir une forme telle que sa largeur axiale 15 corresponde à un quart de la largeur axiale 16 de la plaque de base, la hauteur étant calculée de façon que les surfaces d'appui 17 des mâchoires de serrage qui passent en dessous de l'aile la du profilé dépassent en hauteur l'oeillet d'articulation 8 du milieu. ;ors que oeillet d'articulation 8 présente une boutonnière 13 orientée perpendiculairement à l'axe du boulon, les oeillets d'articulation 10 et 11 des mâchoires de serrage qui peuvent tourner présentent chacun un-trou rond 1S d'une dimension telle que l'axe d'articulation 12 puisse passer au travers avec un faible jeu, cependant que la largeur de la boutonnière 13 correspond au diamètre 18 de la boutonnière.La largeur axiale 19 des oeillets d'articulation 10 et 11 des mâchoires de serrage est plus faible, de préférence d'environ 5 à 10 mn, ojie la largeur 20 des coussinets. Pour agrandir ou allonger les surfaces d'appui 17 des mâchoires de serrage, il a été prévu sur chaque mâchoire de serrate 10 deux languettes 17a. Par différence avec les exemples de réalisation représentés, l'articulation peut aussi être réalisée sous la forme d'une construction soudée à l'autogène. La plaque de base 6, avec l'oeillet d'articulation 8 du milieu et les coussinets 9 disposés de chacun des deux cotés de cet oeillet d'articulation 8, a été raccourcie, dans le sens du pourtour des coussinets, dans une mesure telle qu'à la limite il nty ait plus qu'un appui sui-vant une ligne entre les coussinets 9 et la plaque de base 6 et les oeillets d'articulation 10 et 11 des mâchoires de serrage. Cette liaison articulée ne convient que pour des cadres de soutènement des galeries subissant de la part des terrains une faible charge, et elle se range, suivant la réalisation décrite ou une réalisation analogue, parmi les exemples de réalisation selon l'invention. Elle se compose en particulier de pièces de tôles travaillées à la presse. Dans la figure 4 est représentée, en une coupe en travers, une autre forme de réalisation de la liaison articulée. Dans l'oeillet d'articulation du milieu se trouvent des pièces creuses cylindriques 8a supplémentaires, qui sont rapportée dans le sens axial et qui servent, par leurs surfaces cylindriques extérieures, au guidage des oeillets d'articulation 10 et 11 des mâchoires de serrage. Jules comportent des perçages 17a destinés à recevoir l'axe d'articulation 12. lies coussinets 9 sont rattachés à l'oeillet d'articulation 8 sous un angle de préférence de oOO. Chaque oeillet d'articulation 10, 11 des mâchoires de serrage présente, en vue de recevoir la pièce creuse cylindrique 8a placée de son côté, un évidement correspondant lla, de préférence cylindrique. lies pièces creuses 8a forment, avec le boulon d'articulation 12 passé au travers, l'axe de- guidage et de serrage pour les oeillets d'articulation 10 et 1 des mâchoires de serrage. I1 est particulièrement avantageux de donner au jeu, sur le diamètre, des évidements lla et pièces creuses 8a s'engageant les uns dans les autres, une valeur telle que les oeillets d'articulation 11 des mâchoires de serrage 10 ne prennent appui que sur les coussinets 9. I1 faut, en l'espèce, calculer, de préférence, la profondeur des évidements îla de façon que, dans le cas d'une aile étroite la du profilé, les pièces creuses 8a puissent Ü pénétrer de toute leur longueur. Le principe de l'axe de guidage et de serrage en combinaison avec l'oeillet d'articulation F peut aussi se réaliser con formément à l'invention d'une manière analogue ) ce qui a été représenté et décrit. Sur un profilé 1 à âme se trouve l'aile 1a du profilé. Autour de cette aile passent deux mâchoires de serrate 10, dont une seule, toutefois, est représentée sur les dessins. La mss- choire de serrage se continue en un oeillet d'articulation ll avec lequel elle est venue dyne seule pièce et qui présente un évidement 2O destiné à recevoir le boulon d'articulation. les surfaces des mâchoires de serrage qui saisissent, de façon à assurer une transmission impérative des forces, l'aile la, sont subdivisées en surfaces partielles La surface qui attaque l'aile à l'extérieur comprend trois surfaces partielles 21, 22 et 23. les surfaces 21 et 23 se trouvent dans un même plan, taudis que la surface partielle 22 est disposée à un niveau plus bas que ce plan. La surface qui saisit le côté intérieur de l'aile est également subdivisée en trois surfaces partielles 24, 25 et tu. lia surface partielle 26 est située au-dessus du plar commun dans lequel ont été placées les surfaces partielles 24 et 25. Pour le reste, elle se trouve sur le côté extérieur d'une nervure 27 du milieu. La hauteur de cette nervure du milieu est indiquée par x. lorsque commence l'application de la charge, l'oeillet d'articulation s'incline de la manière que l'on voit dans la fig. 9. l'absorption de la charge jusqu'à ce que commence un déplacentnt par glissement de la mâchoire de serrage se détermine par la hauteur de la nervure x du milieu. ,i les mâchoires de serrage peuvent s'incliner fortement, il y a suppression de la transmission impérative des forces, et il s'établit un déplacement par coulissement corrélatif des mâchoires de serrage le long de l'aile sous une charge absorbée qui est plus grande que lorsque l'inclinaison est moindre. REVENI)ICATI0NS lo Articulation servant à relier deux segments du soutènement d'une galerie de mine, dans laquelle chaque moitié de cette articulation comprend un oeillet d'articulation et un coussinet, les moitiés de l'articulation étant maintenues assemblées par un axe d'articulation passé dans les oeillets de cette articulation, caractérisée par le fait qué l'une des moitiés de l'articulation présente, dans le milieu, un oeillet d'articulation, et, des deux côtés de cet oeillet, les coussinets, et que l'autre moitié de l'articulation est formée de deux mâchoires de serrage qui passent autour de l'aile de l'un des segments et se continuent chacune dans une moitié d'oeillet d'articulation, ces moitiés d'oeillet entourant le premier oeillet d'articulation et prenant appui sur ses coussinets, cependant que le boulon formant axe de l'articulation serre en mEme temps, et d'une manière assurant une transmission impérative des forces, les mâchoires de serrage des deux moitiés d'oeillet d'articulation sur l'aile du profilé du segment, sans que les moitiés d'articulation prennent appui l'une sur l'autre dans le sens axial. 2o Articulation selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'oeillet d'articulation du milieu présente, dans le sens de l'axe, une largeur égale à peu près au quart de la largeur d'une plaque de base qui s'appuie sur la face en bout de l'aile de l'autre segment, et par le fait que les coussinets disposés de chacun des deux côtés symétriquement par rapport à l'oeillet d'articulation de la première moitié de l'articulation présentent des surfaces d'appui qui s'étendent sur un arc d'environ 850 à 95 , cependant qu'entre l'oeillet d'articulation de la première moitié de l'articulation et l'aile de l'autre segment subsiste un jeu. 3.- Articulation suivant les revendications 1 et 2,caraotérisée par le fait que l'oeillet d'articulation situé dans le milieu présente une boutonnière orientée normalement au boulon d'articulation, et par le fait que les coussinets des mâchoires de serrage présentent des évidements cylindriques pour les pièces creuses cylindriques. 4. Articulation selon la revendication 3,caractérisée par le fait qu'entre les pièces creuses cylindriques et les évidements cylindriques,il subsiste un jeu tel que les oeillets d'articulation des mâchoires de serrage prennent appui sur les coussinets de l'autre moitié de l'articulation0 5. Articulation selon la revendication 4,caractérisée par le fait que la profondeur des évidements cylindriques est calculée de façon que les pièces creuses pénètrent dans les évidements de toute leur longneurO 6. Articulation selon la revendication l,caractérisée par le fait que l'oeillet d'articulation du milieu est exécuté avec les coussinets de façon à se trouver placé sur plaque de base de manière à présenter de la symétrie dans le sens axial et perpendi culairezent à ce sens axial. 7. Articulation selon la revendication l,caractérisée par le fait que l'angle de rotation de l'articulation est d'au moins 1100. 8. Artictilation selon la revendication 6, caractérisée par le fait qu'en partant de la position verticale du milieu de l'articulation, l'angle de rotation atteint une valeur de S50dans les deux sens. 9. Articulation selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'oeillet d'articulation du milieu présente une boutonnière disposée perpendiculairement à l'aie du boulon, et que les oeillets d'articulation des mâchoires de serrage présentent des trous ronds pour le boulon d'articulation qui présente un faible jeu. 10. Articulation selon la revendication 9,earactérisée par le fait que la largeur de la boutonnière est égale au diamètre du trou des oeillets d'articulation des mâchoires de serrages 11. Articulation selon la revendication l,caractérisée par le fait que les surfaces de roulement prévues sur les oeillets d'articulation des mâchoires de serrage ont une largeur axiale inférieure à celle des coussinets. 12.Articulation selon la revendication l,caractérisée par des surfaces partielles prévues sur les côtés des mâchoires de serrage sont tournés vers l'aile du profilé du segmentsaisi,en vue de l'orientation oblique de la mâchoire de serrage lorsque la charge s'applique sur le dispositif de liaison avec serrage. 13.Articulation selon la revendication 12,caractérisée par le fait que la surface partielle du milieu est esScutée sous la forme d'une partie rehaussée semblable à une nervure.