Brevet FR2484526A1 — publié le 19811218

La présente invention concerne une machine d'abattage et de chargement comprenant un bras de coupe pouvant être pivoté en hauteur, portant une tête de coupe munie de cylindres de coupe entraînés par un moteur électrique commun par l'intermédiaire de trains d'engrenages, les cylindres tournant sur un axe de rotation disposé transversalement à l'axe du bras de coupe. Les machines de ce type sont utilisées surtout pour l'exploitation de charbon ou autres minerais, en particulier dans les exploitations à front court ou pour le creusage de galeries, de creusage en montant ou de creusage en descen- dant, ou analogues. On connaît par la publication allemande DE-AS 20 00 370 une machine d'abattage et de chargement dans laquelle le bras de coupe peut être pivoté en hauteur et est monté sur un cha- riot supporté sur un bâti de la machine qui surplombe à la manière d' un portique le convoyeur, et est mobile en direction du front de taille ou en direction opposée, la zone d'action du bras de coupe étant étendue par rapport au convoyeur consti- tuant le guidage de la machine et l'ensemble offrant en outre la possibilité d'utiliser les cylindres de havage lors du travail d'abattage de manière a découper un front de taille perpendiculaire à la stratification ou incliné d'un angle désiré. En outre, les cylindres de havage permettent de découper une brèche dans la taille. La machine d'abattage et de chargement est tirée le long du convoyeur ripable au moyen d'un entraînement à chaîne. Dans le domaine des machines de havage, on sait égale- ment comment faire se déplacer la machine le long du convo- yeur au moyen d'un dispositif d'entraînement à fuseaux, la tige des fuseaux étant le plus souvent disposée au-dessus du profilé latéral de la gouttière du convoyeur du côté du remblai (Public. allemandes) DE-AS 25 32 893, DE-OS 25 52 ). Dans certaines machines d'abattage et de chargement connues, le moteur des cylindres de coupe est disposé le plus souvent à l'intérieur du bras de coupe. L'entraînement des cylindres de coupe est obtenu dans ce cas au moyen d'un engrenage à pignons droits situé également dans le bras de coupe. Ce dispositif d'entraînement oblige à donner au bras de coupe des dimensions relativement importantes et rend plus difficile le montage et le démontage des engrenages et des dispositifs moteurs. Dans une autre machine d'abattage connue, le bras de coupe qui porte la tête de coupe est monté de manière à pouvoir être pivoté en hauteur dans un carter de base sur lequel s'appuie, par l'intermédiaire d'un support de couple, le mécanisme d'entraînement de la tête de coupe montée latéralement sur le bras de coupe (publication allemandeDE-AS 21 60 644). Dans ce cas également, le moteur entraîne la tête de coupe par l'intermédiaire d'un engrenage monté dans le bras de coupe. L'objet de l'invention est une machine d'abattage et de chargement du type mentionné dans le préambule se caractéri- sant par une plus grande puissance du fait de la manière compacte dont est constitué le bras de coupe et la tête de coupe ainsi que l'entraînement de la tête de coupe, et qui présente par ailleurs des possibilités de montage et de démontage comparativement simples. La machine d'abattage et de chargement de l'invention est caractérisée en ce que le moteur électrique est monté dans la tête du bras de coupe entre les cylindres de coupe et entraîne respectivement les cylindres de coupe par l'in- termédiaire d'un train d'engrenages disposé au moins par- tiellement à l'intérieur des cylindres de coupe, et de préférence constitué sous forme d'un engrenage planétaire, et en ce que les boîtes d'engrenages sont fixées de façon amovible au bras de coupe au moyen d'éléments de raccorde- ment disposés sur leur côté tourné vers le moteur. Dans cette disposition de la machine d'abattage et de chargement ou de son bras de coupe, la tête de coupe qui comprend les cylindres de coupe, le moteur électrique et les engrenages, constitue un ensemble compact que l'on peut monter à l'extrémité libre du bras de coupe et qui protège le moteur électrique, ce dernier étant cependant d'accès facile entre les boites à engrenages o il est disposé. Le bras de coupe peut être relativement étroit du fait qu'il ne sert pas à supporter le moteur électrique et les trains d'engrenages. Il peut renfermer les lignes électriques destinées au moteur électrique et les conduites à eau desti- nées à l'aspersion des cylindres de coupe et/ou au refroidis- sement du moteur. Du fait que les boites à engrenages qui supportent les cylindres de coupe sont reliées au bras de coupe, les forces qui apparaissent pendant le travail d'abat- tage ou de chargement sont transmises directement au bras de coupe par l'intermédiaire des boites d'engrenages. Le moteur électrique n'est donc pas soumis à l'action de ces forces. Le rassemblement des cylindres de coupe et des trains d'en- grenages des cylindres de coupe dans une tête rapportée compacte facilite également le montage et le démontage de l'ensemble de la tête de coupe et de ses parties. La tête de coupe peut alors être montée au choix sur des bras de coupe de longueurs diverses. L'utilisation d'engrenages planétaires montés à l'intérieur des cylindres de coupe est également avantageuse du point de vue de la compacité de la tête de coupe. Les deux bottes d'engrenages sont avantageusement pour- vues de brides frontales sur leurs côtés tournés l'un vers l'autre et au moyen desquelles le moteur électrique peut être fixé des deux côtés au moyen par exemple de boulons. Les éléments de raccordement des bottes qui viennent d'être - mentionnés peuvent être constitués de préférence par des brides de raccordement ou analogues prévues sur les bottes et qui sont raccordées à des brides correspondantes du bras de coupe. Avantageusement, la liaison est alors réalisée au moyen d'assemblages à rainures et languettes et de liaisons à boulons qui fixent ces derniers. La manière dont la tête de coupe est constituée et sa disposition selon l'invention permet de prévoir des organes destinés au raccordement des vérins de levage sur les parties des bottes d'engrenages faisant saillie du côté moteur au- delà des cylindres de coupe, le bras de coupe pouvant être soulevé et abaissé à l'aide des vérins. On peut utiliser des vérins de levage de course relativement importante, même quand il s'agit de bras de coupe de courte longueur. -Le moteur électrique peut donc être monté entre les cylindres de coupe de manière que son axe coïncide avec celui des cylindres de coupe. Selon une autre forme de réalisation de l'invention, l'axe du moteur électrique peut être parallèle à l'axe des cylindres de coupe et être reculé par rapport à ce dernier en direction du bras de coupe, et éventuellement être décalé vers le haut ou vers le bas par rapport à l'axe du bras de coupe. Grâce à cette mesure, on est certain que même lorsque la profondeur de pénétration des cylindres de coupe dans la taille est maximale, le moteur électrique n'est soumis à aucune sollicitation. Simultanément, on a la possibilité de protéger le moteur électrique du côté de la taille par un capot protecteur disposé de façon amo- vible entre les bottes d'engrenages. La disposition reculée du moteur électrique présente en outre l'avantage de faci- liter l'alimentation en eau sous pression destinée à l'asper- sion interne des cylindres de coupe au moyen de canalisa- tions d'amenée d'eau axiales qui sont disposées dans les arbres d'entraînement situés dans l'axe des.cylindres de coupe. Quand on utilise des engrenages planétaires, l'alimen- tation en eau sous pression peut également s'effectuer par l'arbre de la roue solaire de l'engrenage planétaire. Si le moteur électrique est monté de manière que son axe soit également décalé par rapport au plan central longitudinal du bras de coupe, on obtient ainsi un espace libre plus impor- tant pour le raccordement des trains d'engrenages, en par- ticulier quand ceux-ci sont pourvus sur leurs boites d'en- foncements ou analogues destinés au raccordement des vérins de levage. Le bras de coupe peut contenir une petite pompe qui alimente les deux vérins de levage latéraux en fluide sous pression. Dans le cas o le bras de coupe est constitué sous forme d'un bras télescopique, la pompe peut également ali- menter en fluide sous pression le vérin télescopique. L'invention sera maintenant décrite plus en détail à l'aide d'exemples de réalisation et référence aux dessins ci-annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue de dessus du bras de coupe d'une machine d'abattage et de chargement dans la zone de son extrémité avant qui porte la tête de coupe, la figure 2 représente le dispositif de la figure 1 vu de côté, les figures 3 et 4 représentent un exemple de réalisa- tion modifié par rapport à celui des figures 1 et 2, la figure 5 est une vue partielle du train d'engrenages du bras de coupe permettant de montrer l'arrivée de l'eau destinée à l'aspersion interne du cylindre de coupe. Sur les figures 1 et 2, la référence 10 désigne le bras de coupe constitué par une poutre en caisson d'une machine d'abattage et de chargement qui porte à son extrémité libre la tete de coupe désignée dans son ensemble par la référence 11. Le bras de coupe 10 est monté de façon connue sur le bâti de la machine (non représentée> de manière à pouvoir être pivoté en hauteur. Le bâti de la machine, comme le décrit la public. allemandeDE-AS 20 00 370, peut être disposé à la manière d'un portique au- dessus du convoyeur ripable, tel qu'un convoyeur à chaîne à raclettes et être déplacé le long du convoyeur ou du front de taille au moyen d'un entraî- nement à chaîne ou d'un entraînement à fuseaux. D'un autre côté, la machine d'abattage et de chargement pourrait être également pourvue d'un mécanisme de déplacement à corde ou analogue. Il est aussi possible de monter le bras de coupe 10 sur un chariot pouvant être pivoté en hauteur et pouvant se déplacer par rapport au bâti de la machine en direction du front de taille ou en direction contraire. Une forme de réalisation de ce type est également connue par la publication allemandeDE-AS 20 00 370. La tête de coupe 11 est constituée par deux cylindres de coupe 12 cylindriques et équipés d'outils de havage, qui tournent sur un axe commun perpendiculaire à l'axe longitu- dinal du bras de coupe 10. Les cylindres de coupe 12 sont situés des deux côtés de l'extrémité relativement étroite du bras de coupe 10 située du côté dela tête. L'entraînement des deux cylindres de coupe est obtenu au moyen d'un moteur électrique commun 13 qui transmet la totalité de la puis- sance du moteur au cylindre de coupe situé en avant dans la direction de l'avancement de la machine d'abattage et de chargement. L'axe du moteur électrique 13 coïncide avec l'axe des cylindres de coupe 12. L'entraînement des deux cylindres de coupe 12 est réalisé par l'intermédiaire de trains d'engrenages planétaires 14 disposés respectivement dans les cylindres de coupe correspondants, se prolongeant par une boîte d'engrenages 15 contenant une transmission intermédiaire faisant saillie du cylindre de coupe 12 et portant en cet endroit une bride de raccordement 16 au moyen de laquelle l'ensemble des engrenages et le cylindre de coupe sont fixés de façon amovible à une bride complémen- taire 17 prévue à l'extrémité libre du bras de coupe 10. La fixation est réalisée au moyen d'assemblages à rainures et languettes 18, 19 et de boulons 20. Les assemblages à rainu- res et à languettes 18, 19 des deux brides complémentaires 17 du bras de coupe 10 sont perpendiculaires l'une par rapport à l'autre, ce qui détermine une liaison positive par adaptation des formes dans le plan horizontal aussi bien que dans le plan vertical. Les boîtes d'engrenages 15 sont respectivement pourvues sur leur côté tourné vers le moteur d'une bride frontale 21. Le moteur électrique 13 est disposé dans l'espace situé entre les deux brides frontales 21 et il est relié à ces dernières de façon amovible au moyen de boulons 22. Les brides frontales 21 sont pourvues d'ouvertures destinées à l'arbre du moteur 23 qui sort des deux côtés. On peut voir que la tête de coupe 11 constituée par les cylindres de coupe 12, le moteur 13 et les trains d'engre- nages 14, 15 forme un ensemble compact monté de façon amovi- ble à l'extrémité terminale du bras de coupe 10. Les forces qui s'appliquent aux cylindres de coupe 12 pendant le fonc- tionnement sont transmises directement au bras de coupe par l'intermédiaire des boîtes d'engrenages;15 et de leurs brides de raccordement 16. Le moteur électrique 13 est donc protégé contre ces forces. En retirant les boulons 20, on peut retirer l'ensemble de la tête de coupe Il du bras de coupe et la raccorder par exemple à un autre bras de coupe de longueur différente. Cette possibilité de transfert est particulièrement avantageuse quand on utilise la machine dans des couches d'épaisseurs différentes. Le moteur électrique 13 a un diamètre externe qui est au maximum égal au diamètre externe de la boîte d'engrenages 15. Le bras de coupe 10 constitué par une poutre en caisson peut contenir le câble électrique destiné à l'alimentation du moteur 13 ainsi qu'une conduite d'eaudestinée au refroi- dissement du moteur et à l'aspersion interne des cylindres de coupe 12. Les bottes d'engrenages 15 sont pourvues d'en- foncements 24 dans leur partie qui est située entre le moteur électrique 13 et les cylindres de coupe 12, dans lesquels on peut par exemple disposer des organes de raccor- dement en forme de fourches destinés à des vérins hydrauli- ques de levage 25 disposés des deux côtés du bras de coupe et qui s'appuient à l'arrière sur le bâti de la machine ou sur le chariot ou analogue portant le bras de coupe. A l'intérieur du bras de coupe 10 peut être montée une petite pompe destinée à l'alimentation en eau sous pression des vérins de levage 25. Dans le cas o le bras de coupe 10 est constituée sous forme télescopique, la pompe peut également servir à l'alimentation d'au moins un vérin télescopique. L'exemple de réalisation des figures 3 et 4 se différen- cie de celui des figures 1 et 2 seulement du fait que l'axe M du moteur ne coïncide plus avec l'axe S des cylindres de coupe, mais est décalé par rapport à ceux-ci en direction du bras de coupe 10. Dans ce cas, la surface du moteur électri- que 13 tournée vers le front de taille est reculée par rapport aux boîtes d'engrenages 15 comprenant des surfaces d'appui, de manière que même lorsque la profondeur de péné- tration des cylindres de coupe 12 est totale, le moteur 13 ne vienne pas porter contre la taille. Cette disposition offre également la possibilité de fixer de façon amovible sur les brides frontales 21 et par exemple au moyen de boulons 27 un capot de protection 26 qui recouvre le moteur électrique 13 du côté de la taille. Ce dispositif protecteur peut être monté sans diminuer la profondeur maximale de pénétration des cylindres de coupe 12. Du fait que l'arbre 23 du moteur est décalé par rapport à l'axe des cylindres de coupe et à l'arbre d'entraînement (arbre de la roue solaire), il faut monter entre l'arbre du moteur 23 et l'arbre d'en- trée du train d'engrenages un pignon additionnel. A la figure 4, la flèche 28 montre que l'axe M du moteur peut également être décalé en direction périphérique par rapport à l'axe S des cylindres de coupe et de manière qu'il soit situé latéralement au-dessus ou audessous de l'axe A du bras de coupe 10. On obtient ainsi un espace libre plus important, en particulier pour la mise en place des engrena- ges, quand ces boîtes d'engrenages 15 comprennent des enfon- cements 24 déjà mentionnés et destinés au raccordement des vérins de levage 25. La disposition reculée du moteur électrique 13 décrite ci-dessus est également avantageuse du point de vue de l'amenée d'eau sous pression destinée à l'aspersion des cylindres de coupe. La figure 5 est une vue schématique partielle de la disposition des engrenages du cylindre de coupe de gauche 12. L'arbre d'entraînement 33 qui est situé dans l'axe de l'arbre du cylindre de coupe, qui constitue l'arbre de la roue solaire de l'engrenage planétaire et qui est entraîné par le moteur par le pignon 29 et la trans- mission intermédiaire 30, contient dans ce cas dans l'alé- sage de son arbre un tube 34 constituant une canalisation d'amenée d'eau axiale qui, à proximité de son extrémité externe, est reliée aux canalisations correspondantes du cylindre de coupe qui sert au passage de l'eau. La consti- tution du dispositif d'amenée d'eau d'aspersion des cylindres de coupe est connue en soi. Avantageusement, elle est constituée de manière qu'en fonctionnement, seules les buses d'aspersion se trouvant dans la zone du secteur du cylindre qui effectue la coupe sont alimentées en eau sous pression, comme cela est décrit dans le brevet allemand DE-OS 28 10 982. Du côté du moteur, la canalisation d'amenée d'eau constituée par le tube 34 est reliée aux conduites d'amenée d'eau sous pression par exemple par l'intermédiaire d'une liaison par enfichage. L'eau servant à l'aspersion peut également dans ce cas servir au refroidissement du moteur. REVENDICATIONS 1. Machine d'abattage et de chargement comprenant un bras de coupe pouvant être pivoté en hauteur, portant une tête de coupe munie de cylindres de coupe entraînés par un moteur électrique commun par l'intermédiaire de trains d'engrenages, les cylindres tournant sur un axe de rotation disposé transversalement à l'axe du bras de coupe, caractérisé en ce que le moteur électrique (13) est monté dans la tête du bras de coupe (10) entre les cylindres de coupe (12) et entraîne respectivement les cylindres de coupe par l'intermédiaire d'un train d'engrenages (14) disposé au moins partiellement à l'intérieur des cylindres de coupe, et de préférence constitué sous forme d'un engrenage planétaire, et en ce que les boîtes d'engrenages (15) sont fixées de façon amovible au bras de coupe (10) au moyen d'éléments de raccordement (16) disposés sur leur côté tourné vers le moteur. 2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que les deux boîtes d'engrenages (15) sont pourvues de brides frontales (21) sur leurs côtés tournés l'un vers l'autre et au moyen desquelles le moteur électrique (13) peut être fixé des deux côtés au moyen par exemple de boulons. 3. Machine selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les éléments de raccordement (16) des boîtes d'engrenages sont constitués par des brides de raccordement prévues sur les boîtes (15), qui sont raccordées à des brides correspondantes (17) du bras de coupe (10). 4. Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les boîtes d'engrenages (15) sont fixés au bras de coupe (10) par leurs éléments de raccorde- ment (16) au moyen de liaisons à rainures et languettes (19) et de liaisons à boulons (20) qui fixent ces dernières. 5. Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que des organes (24) destinés au raccordement des vérins de levage (25) sont disposés sur les parties des boîtes d'engrenages (15) faisant saillie du côté moteur au-delà des cylindres de coupe (12). 6. Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à , caractérisée en ce que l'axe (M) du moteur électrique (13) est parallèle à l'axe (S) des cylindres de coupe, mais est reculé par rapport à ce dernier en direction du bras de coupe, et éventuellement décalé vers le haut ou vers le bas par rapport à l'axe (A) du bras de coupe. 7. Machine selon la revendication 6, caractérisée en ce que le moteur électrique (13) est protégé du côté de la taille par un capot protecteur (26) disposé de façon amovi- ble entre les boîtes d'engrenages (15). 8. Machine selon la revendication 7, caractérisée en ce que les arbres d'entraînement (33) parallèles à l'axe (M) du moteur et dont l'axe coïncide avec l'axe (S) des cylindres de coupe comprennent des canalisations (34) d'amenée d'eau axiales destinées à l'aspersion des cylindres de coupe. 9. Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que le bras de coupe (10)est constitué sous forme d'un bras télescopique.