Brevet FR2156560A1 — publié le 19730601

La présente invention concerne un étançon télescopique hydraulique double utilisable notamment dans les mines comportant deux éléments télescopiques, l'un extérieur et l'autre intérieur pouvant être extraits d'un pied cylindrique, l'élément télescopique intérieur guidé dans l'élément télescopique extérieur vrésentant sur son piston une soupape de rétention nlacée sous l'action d'un ressort et s'ouvrant en direction de sa chambre de pression, et muni sur sa périphérie d'un piston annulaire servant à la rentrée positive des éléments télescopiques deux raccords étant prévus sur le pied cylindrique, l'un pour la pose ou mise en charge de l'étançon et l'autre pour son dépilage. Il existe déjà de tels étançons télescopiques doubles de ce type qui sont généralement utilisés pour les éléments de soutènement marcnmlts constitués par des cadres ou par des piles et qui, lors de l'exploitation, sont raccordés par des conduits de pression et de retour posés dans la taille à une source de pression hydraulique ainsi qu'à un conduit de retour. La rentrée positive des éléments télescopiques lors du dépilage de l'étançon s'obtient ici du fait que l'espace annulaire entre l'étançon extérieur ou pied et l'élément intérieur guidé dans ce pied est soumis à la pression de travail, la chambre de pression de l'élément extérieur étant raccordée au conduit de retour. Afin d'obtenir en succession la course de rentrée et la course de sortie des éléments télescopiques de l'étançon lors de la tosse et lors du dépilage, la soupape de rétention, placée sous l'action d'un ressort est montée dans le piston de l'élément télescopique extérieur, cette soupape établissant, lors de son ouverture, la coz.mun-cation entre la chambre de compression du pied de lrétançon et la chambre de pression e l'élément télesconique extérieur. te clapet de soupape peut être muni d'un tussor qui, lors de la rentrée complète de l'élément télescopique extérieur s'applique contre le fond du pied de l'étançon, ouvrant ainsi la sou ape, de telle sorte que l'élément télescopique intérieur rentre selon un deuxième stade, d;s que l'élément sélesconique extérieur est complètement rentré (premier stade du dépilage). Lors de la rentrée positive de l'étançon ou le dépilage produit par l'envoi de la pression dans la chambre annulaire, le liquide sous pression qui se trouve dans la chambre de pression du pied est refoulé dans le conduit de retour.En pratique, on a constaté que, par suite de la section relativement étroite des conduits et de la résistance élevée qui en résulte à la sortie de la chambre de pression de l'étançon, il peut se produire, sous le piston de l'élément télescopique extérieur, une accumulation de pression sous l'action de laquelle la soupape de rétention s'ouvre à l'en- contre de la force exercée par le ressort, et qu'ainsi une partie du liquide sous pression se trouvant dans la chambre précitée est refoulée à travers la soupape dans la chambre de pression de l'élé- ment télescopique extérieur, ce qui repousse l'élément télescopique intérieur, dont le diamètre est plus petit, avec le chapeau de l'étançon. Ceci rend impossible un dépilage correct et rapide de 11 étançon. te but de l'invention est de permettre la réalisation d'un étançon télescopique double du type précité de telle sorte qu'il puisse être rapidement aépilé sans qu?il puisse se produire d'ac- cumulation de pression repoussant vers l'extérieur les éléments télescopiques, et sans qutil soit nécessaire de réduire la résistance de ltécoulement en donnant de plus grandes dimensions aux sections par lesquelles s'effectue l'écoulement et de telle sorte qu'il ne puisse absolument pas se produire d'accumulation de pression dans la chambre de pression de l'étançon0 L'invention est caractérisée du fait que la soupape de rétention présente un ressort de soupape réglé pour une puissance d'accumulation maximum régnant dans la chambre de pression du pied de ltétançon, et dont la force de fermeture est à peu près égale ou légèrement supérieure au quotient formule dans laquelle p1 désigne la pression de travail hydraulique, Fi la surface annulaire du piston de l'élément télescopique extérieur, F2 la surface active du piston de l'élément télescopique extérieur et, Fg la surface effective de la soupape de rétention sollicitée par la pression. En réglant le ressort de la soupape de rétention à la valeur de refoulement maximum possible, il est possible d'empêcher de façon certaine et de façon extrêmement simple que, lors de la rentrée positive des éléments télescopiques, de l'étançon, il se produise une sortie non désirée de l'élément télescopique intérieur du plus petit diamètre sous l'action d'une pression accumulée dans la chambre de pression de l'étançon. On obtient ainsi de açon certaine un dépilage rapide et sans incident de l'étançon, la soupape de rétention déterminant l'ordre dans lequel sortent ou rentrent les éléments télescopiques, c'est-à-dire non seulement lors de la pose, mais également lors du dépilage de l'étançon. te dessin schématique annelé montre, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation préféré de l'objet de l'invention. La figure unique est une vue en coupe longitudinale d'un étançon télescopique double suivant l'invention. L'étançon télescopique double représenté en coupe longitudinale sur cette figure est constitué de la manière connue par trois tubes cylindriques 10, 11 et 12, emmanchés les uns dans les autres, le tube 10 extérieur constituant le pied, le tube 11 constituant 1 ' é- lement télescopique extérieur et le tube 12 constituant l'élément télescopique intérieur co-ilissant dans le -orécédent, ce dernier élément présentant le diamètre le plus petit. te tied 10 est obturé à son etrémité inférieure par un socle 13 rapporté par soudage. Ce socle porte à son extrémité supérieure un manchon 14 assurant le guidage de l'élément télescopique extérieur 11.Ce dernier présente à son extrémité inférieure uh piston 15 et des coupelles d'étant chéité 16 et, à son extrémit supérieure, un manchon 17 dans lequel est guidé l'élément télescopique intérieur 12 présentant le plus petit dartre. L'élément télescopique intérieur 12 porte également à son extrémité inférieure uh piston 18 qui est étanchéité par rapport à l'élément télescopique extérieur Il au moyen de coupelles d'étanchéité. A la tête 19 de l'élément télescopique intérieur 12 est monté un chapeau qui est appliqué Jar l'étançon contre le toit . L'élément télescopique extérieur 11 présente sur Sa périphérie un épaulement annulaire 20 constituant un piston annulaire. Au-åessus de cet épaulement annulaire 20 est prévu, entre le pied 10 et 1 jement télescopique extérieur 11 une chambre annulaire 21 présentant près de l'extremité suprieure du pied un raccord 22 par lequel le fluide de pression hydraulique arrive dans 1 chambre annulaire 21 en vue de dépiler l'étançon, c'est-à-dire en vue de faire rentrer ses éléments télescopiques. La chambre de pression du pied 10 se trouvant sous le piston 15 est désignée par 23.Cette chambre de pression est reliée par un alésage 24 ménagé dans le socle 13 à un raccord 25 qui, de même que le raccord 22, peut entre raccordé lors du fonctionnement au conduit de la pompe fournissant la pression (non représenté) installé dans la taille. La chambre de pression de l'élément télescopique extérieur 11, située au-dessus du piston 15 est-désignée par 26. tes chambres de pression 23 et 26 communiquent par un alésage central ménagé dans le piston 15. Dans cet alésage est montée une soupape de rétention, dont le clapet est désigné par 27. Ce clapet est placé sous l'action d'un ressort 28 constitué par un ou plusieurs ressorts Belleville, et qui appliquent l'organe de fermeture 27 contre le siège prévu dans le manchon 29. L'organe de fermeture 27 est muni d'un poussoir 30 qui enserre le manchon 29 avec un certain jeu et qui coopère avec une butée 31 prévue au fond du socle 13 formant culasse. La surface de épaulement annulaire sollicitée par la pression de travail hydraulique lors du dépilage de l'étançon, est désignée par F1, tandis que F2 désigne la surface du piston 15 sollicitée par la pression régnant dans la chambre 23. La surface active du piston de l'organe 27 fermant la soupape et sollicitée par la pression régnant dans la chambre 23 peut être désignée par F3. La force de fermeture, par laquelle le ressort 28 applique le clapet 27 contre le siège de la soupape est calculée de telle sorte qu'elle soit en principe égale ou même légèrement supérieure au quotient : Dans cette formule, p1 désigne la pression de travail régnant dans le conduit de refoulement de la pompe, c'est-à-dire la pression qui, en cas de dépilage positif de l'étançon, règne au droit du raccord 22 ou dans la chambre 21 du cylindre. L'étançon qui vient d'être décrit fonctionne de la manière suivante Lors de la pose de l'étançon, c'est-à-dire de sa mise en charge, on règle la soupape de commande (non représentée) de telle sorte que la chambre de pression 23 du pied 10 de l'étançon soit sollicitée par la pression de travail pl par l'intermédiaire du raccord 24,250 Etant donné que la soupape 27,28,29 est maintenue fermée par son ressort 28, et que par conséquent les deux chambres de pression 23 et 26 ne communiquent pas entre elles, c'est d'abord l'élément télescopique extérieur 11 qui est repoussé vers l'extérieur en entraînant l'élément télescopique intérieur 12, jusqu'à ce que l'élément télescopique intérieur 11, butant contre la surface annulaire Il de la face extrême inférieure du manchon 14, soit empêché de continuer de sortir.A ce moment, il se produit dans la chambre de pression 23 une élévation de pression sous l'action de laquelle la soupape de rétention 27 s'ouvre à l'encontre de la force de rappel de son ressort 28, de sorte que le liquide sous pression peut alors passer par la chambre de pression 23 et par la soupape de rétention et ainsi dans la chambre de pression 26. De ce fait, l'élément télescopique intérieur 12 est poussé vers l'extérieur jusqu' ce que son chapeau vienne s'appliquer contre le toit, ce qui l'empêche ainsi de sortir davantage. Il s'établit alors de ce fait, dans la chambre de pression 26, la pression de mise en charge résultant de la pression de travail et de la surface du piston de l'élément télescopique intérieur 12, d'où il résulte que la soupape de rétention se referme sous l'action de son ressort 28. Il est éf alement possible d'inverser l'ordre dans lequel sortent les deux éléments télescopiques 11 et 12. Dans ce cas, la chambre annulaire 21, remplie d'huile sous pression, est obturée, de telle sorte que l'huile ne puisse s'en écha-or?er, l'élément extérieur télescopique 11 étant bloqué dans le pied 10. Dès lors, si la chambre de pression 23 est alimentée en pression de travail P1, il s'établit dans cette chambre une pression sous l'action de laquelle la soupape 27 s'ouvre de sorte que, dans ce cas, ctest tout d'abord l'élément intérieur 12 qui est repoussé complètement jus qu'-* ce qu'il atteigne sa butée.Ensuite on fat sortir l'élément extérieur 11 de telle sorte que la pression tombe dans la chambre annulaire 21. Pour dél?iler l'étançon, on relie tout d'abord le raccord 24,25 de la chambre de pression 23 au conduit de retour et, en même temps, le raccord 22 de la chambre annulaire 21 au conduit sous pression, Le piston annulaire 20 sollicité par la pression de travail p1 fait alors rentrer l'élément télescopique e > térieur 11, le liquide sous pression sortant de la chambre 23 par le conduit dtévacuatio-l 25 et s'écoulant; dans le conduit de retour.Etant donné que l'écoule- ment qui se produit à partir de la chambre 23 subit cependant une résistance relativement forte à son passage, il peut se produire une accumulation de pression dans la chambre 23 lors de la rentrée de l'élément télescopique extérieur 11. Cette accumulation de pression ne peut cependant pas provoquer l'ouverture de la soupape de retenue 27, étant donné que le ressort 28 du clapet est réglé de telle sorte que ce clapet ne stouvre pas, meme sous une pression d'accumulation maximum0 Cn empenne ainsi que, sous l'action de la pression accumulée dans la chambre 23, la soupape s'ouvre et que le liquide sous pression soit refoulé dans la chambre 26, ce qui aurait pour effet de faire sortir involontairement l'élément intérieur 12 lors du dépilage de l'étançon0 Dès que l'élément télescopique extérieur 11 se rapproche de sa position inférIeure sous l'effet de la poussée, le poussoir 30 de la soupape de rétention vient s'appliquer contre la surface de butée 71, ce qui ouvre positivement la soupape. te liquide qui se trouve dans la chambre 26, sous le piston 18 de l'élément télescopique intérieur 12 peut par conséquent s'écouler dans le conduit d'évacuation 24,25, en passant par la soupape de rétention et par la chambre de pression 23. La rentrée de l'élément télescopique intérieur 12 s'effectue ainsi sous l'action du propre poids de cet élément ainsi que de la charge reposant sur lui, notamment de la charge du chapeau. Par conséquent, il est possible, en ne prévoyant qu'unie seule soupape 27 à 29, d'obtenir en succession la rentrée et la sortie des éléments de l'étançon et en même temps de les soustraire à la pression de refoulement régnant dans la chambre de pression 23. tes détails de réalisation peuvent être modifiés, sans s'écarter de l'invention, dans le domaine des équivalences techniques. REVENDICTI ONS 1.- Etançon télescopique hydraulique double utilisable au fond dans les mines, comportant un pied cylindrique dtoù peuvent sortir par coulissement des éléments télescotiques guidés l'un dans l'autre, dont l'un, l'élément télescopique extérieur guidé dans le pied de l'étançon, présente sur son piston une soupape de rétention placée sous l'action d'un ressort et s'ouvrant en direction de sa chambre ae pression et muni sur sa périphérie extérieure d'une surface formant piston annulaire servant au défilage positif de l'étan çon, un raccord étant prévu sur le pied cylindrioue de l'étançon pour la tosse et le dépilage de l'étançon, caractérisé en ce que la soupape de rétention présente un ressort de soupape réglé pour une pression d'accumulation maximum régnant dans la chambre de pression du pied de l'étançon, dont la force de fermeture est sensiblement égale ou mêre supérieure au quotient : formule dans laquelle : P1 désigne la pression de travail hydraulique F1 la surface du piston annulaire de l'élément télescopique eté- la la surface active de piston de cet élément, rieur, F3 la surface active de la soupape de surpression sur laquelle s'exerce la pression. 2.- Etançon suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de fermeture de la soupape de rétention présente de la manière connue un poussoir qui l'ouvre en butant contre le fond du pied de l'étançon, à l'encontre de la force de rappel de son ressort.