Brevet FR2486998A1 — publié le 19820122

La présente invention se rapporte à un système de translation pour machine d'extraction minière, du genre prévu pour effectuer un mouvement de va-et-vient le long d'un front de taille et montée sur et (ou) guidée par un convoyeur blindé à chaîne à palettes, disposé le long du front de taille et comprenant plusieurs socles fixés bout à bout; la présente invention se rapporte également à une machine d'extraction minière prévue pour être utilisée avec ce système de translation; et elle se rapporte enfin à une crémaillère prévue pour ce -système de translation. Contrairement à une technique de translation largement utilisée, dans laquelle une chaîne tendue, à maillons arrondis et de 18 m environ de longueur, est fixée à chaque extrémité du front de taille et passée autour d'un pignon commandé par un moteur et supporté par la machine, plus ieurs systèmes de translation dits "sans chaîne" ont été proposés au cours des dernières années, principalement pour éliminer la chaîne de translation fixée à chaque extrémité et les inconvénients qu'elle com- porte, tout en prévoyant en même temps la possibilité d'utiliser plu- sieurs machines le long du même front de taille. Ces systèmes "sans chaîne" fonctionnent sur le principe du pignon et de la crémaillère, cette dernière ayant la forme d'éléments dentés ou à alvéoles fixés aux socles individuels du convoyeur, tandis que le pignon se présente sous la forme d'un pignon denté ou, en variante, d'une chaîne sans fin et re- lativement courte qui peut être utilisée pour fournir plusieurs points d'engrènement avec la crémaillère. Pour obtenir de la plupart des sys- tèmes "sans chaîne" un mouvement satisfaisant de translation, on a dû généralement d'abord remplacer les glissières habituelles de l'infra- structure par des galets et ensuite, dans les systèmes qui utilisent un pignon de translation, doubler la commande et utiliser deux pignons afin de réduire la charge appliquée aux dents et également pour constituer un montage tel que, lorsqu'un pignon passe sur un joint entre deux cré- maillères contiguës, o il n'est pas possible de réaliser des conditions optimales de translation, l'autre pignon se trouve éloigné d'un tel joint. Conformément à un premier aspect de la présente invention, le système de translation pour machine d'extraction minière comprend au moins une machine d'extraction minière montée sur et (ou) guidée par un convoyeur blindé à chaine à palettes et pouvant effectuer un mou- vement de va-et-vient par rapport à celui-ci. Ce convoyeur est disposé le long d'un front de taille et il comprend plusieurs socles individuels fixés bout à bout, chaque socle comportant une paroi latérale du côté front de taille et une paroi latérale du côté remblai, reliées entre elles par une tôle intermédiaire. Une des parois latérales supporte une cré- maillère qui comprend plusieurs rangées de dents à pas identique, une rangée étant latéralement espacée de la ou des rangées contiguës et les dents d'une rangée étant décalées par rapport aux dents de la ou des rangées contiguës. La machine est équipée d'au moins une roue dentée de translation commandée par un moteur et comportant plusieurs ensem- bles de dents à pas identique et disposées à la périphérie, ces ensembles étant latéralement espacés les uns des autres et un ensemble étant angu- lairement décalé par rapport à un ou à plusieurs ensembles contigus, ce qui permet à un ensemble de dents de la roue dentée d'engrener avec chacune des rangées de dents de la crémaillère. On peut prévoir une crémaillère sur la paroi latérale du côté front de taille ou sur la paroi latérale du côté remblai, selon les condi- tions particulières d'exploitation. Conformément à un deuxième aspect de la présente invention, une machine d'extraction minière est prévue pour être montée sur et (ou) guidée par un convoyeur blindé à chaîne à palettes et pour effectuer un mouvement de va-et-vient par rapport à celui-ci. Cette machine com- prend au moins une roue dentée de translation commandée par un moteur et comportant plusieurs ensembles de dents à pas identique et disposées à la périphérie, ces ensembles étant latéralement espacés les uns des au- tres et un ensemble étant angulairement décalé par rapport à un ou à plusieurs ensembles contigus, La machine peut être dul type rouilleuse montée sur transpor- teur ou disposée sur la sole de la mine, tandis que la ou les roues den- tées de translation peuvent tourner chacune autour d'un axe horizontal ou vertical. Il est préférable que la ou les roues dentées de translation soient formées chacune de deux pignons individuels et identiques, coa- xialement fixés l'un à l'autre. Le décalage des dents sur la ou les roues dentées de translation représente, de préférence, une fraction du pas des dents, par exemple, en fonction du nombre de roues dentées utilisées. Il est préférable, en outre, que la ou les roues dentées de translation soient placées chacune au voisinage d'un patin de fixation monté sur et supporté par la machine d'extraction, ce patin de fixation comportant une languette ou saillie. La machine peut être équipée de deux roues respectivement dentées de translation placée./près de chacune de ses extrémités et mon- tées toutes les deux du côté front de taille ou toutes les deux du côté rem- blai de la machine. Conformément à un troisième aspect de la présente invention, une crémaillère prévue pour un système de translation de machine d'ex- traction minière, comprend plusieurs rangées de dents à pas identique, une rangée étant latéralement espacée par rapport à une rangée contiguë et les dents d'une rangée étant décalées par rapport à celles d'une ran- gée contiguë, la crémaillère étant en outre équipée d'un dispositif à cha- cune de ses extrémités afin de pouvoir s'articuler sur une ou des cré- maillères analogues contiguës. Il est préférable que chaque crémaillère comporte deux rangées de dents, le décalage des dents d'une rangée par rapport aux dents de l'autre rangée représentant une fraction du pas des dents. Il est commo- de également que la crémaillère présente une surface continue qui se prolonge dans la direction des rangées de dents, ce qui permet à la lan- guette ou saillie du patin de fixation, monté sur la machine d'extraction minière, d'entrer en contact avec cette surface continue. Une rangée de dents se termine, de préférence, par une surface convexe tandis que l'autre rangée de dents se termine par une surface convexe à une extré- mité et par une surface concave complémentaire à l'autre extrémité. Les dents des crémaillères peuvent être formées par découpage au chalumeau dans un plat. De manière plus détaillée, une crémaillère à double rangée de dents peut comprendre un plat intérieur comportant une rangée de dents, un plat extérieur comprenant l'autre rangée de dents, et une barre d'espacement prévue entre les deux plats et à laquelle ceux-ci sont soudés ou boulonnés. De manière pratique, le plat denté intérieur présente un bord inférieur qui se prolonge plus bas que le bord inférieur du plat denté extérieur et pénètre dans un évide- ment formé dans un patin de fixation de la machine d'extraction mi- nière. Les extrémités de la rangée extérieure de dents s'arrêtent en deçà des extrémités de la rangée intérieure de dents afin de ménager un espace libre pour les divers éléments d'un joint supérieur entre les crémaillères contigues, l'espace entre les extrémités contiguës étant occupé par une dent amovible de liaison. Ainsi, si les rangées exté- rieures se terminent par des extrémités convexes, la dent de liaison est pourvue de faces d'extrémité concaves complémentaires. La dent de liaison est fixée aux plats intérieur et extérieur par l'intermédiaire de trous allongés, de manière à compenser l'espace entre les dents lorsque l'articulation a lieu dans les plans vertical et horizontal. Il est préférable de prévoir également des joints inférieurs entre les crémaillères contiguës, ces joints inférieurs étant d'un type qui permet d'éviter l'utilisation de boulons et qui comprend une bride en U inversé dont les extrémités tournées vers le bas s'engagent derrière des taquets ZO de blocage. La crémaillère peut être fixée par exemple par soudage ou bou- lonnage sur une plaque de support elle-même fixée par des boulons, par exemple, à une paroi latérale d'un socle du convoyeur. La présente invention sera bien comprise à la lecture de la des- cription suivante faite en relation avec les dessins ci-joints, dans les- quels: - la figure 1 est une vue en perspective, vue depuis le côté front de taille, d'un premier exemple de réalisation d'un système de trans- lation, d'une machine d'extraction minière et d'une crémaillère suivant la présente invention; - la figure 2 est une vue en perspective d'une partie de la figu- re 1; - la figure 3 est une vue en perspective d'une dent de liaison de la figure 1; - la figure 4 est une vue en bout d'une partie de la figure 1; la figure 5 est une vue en perspective, correspondant à la figure 2, d'un deuxième exemple de réalisation du système de transla- tion et de la crémaillère suivant la présente invention; - la figure 6 est une vue en perspective d'un troisième exemple de réalisation d'un système de translation, d'une machine d'extraction minière et d'une crémaillère suivant la présente invention; et - la figure 7 est une vue en perspective d'un quatrième exemple de réalisation d'un système de translation, d'une machine d'extraction minière et d'une crémaillère suivant la présente invention. Dans tous les exemples de réalisation, les pièces identiques ont été désignées par des références identiques. Comme le représentent les dessins, une machine 1 d'extrac- tion minière du type rouilleuse est montée sur et guidée par un con- voyeur blindé 2 à chaîne à palettes (la ou les chaînes et les palettes clas- siques ne sont pas représentées) disposé sur la sole 3 de la mine, le long du front de taille 4 du minerai et composé de plusieurs socles 5 en ligne fixés bout à bout; chaque socle 5 comporte une face latérale 6 du côté front de taille et une face latérale 7 du côté remblai, les sections droites de ces faces ayant la forme classique d'un sigma et les parois latérales 6 et 7 étant reliées entre elles par une tôle intermédiaire 8. Des couches de minerai sont extraites du front de taille 4 par une tête tournante de coupe (non représentée) équipée de pics et montée de ma- nière classique à une extrémité d'un bras 9 de manoeuvre articulé sur la machine 1 et pouvant pivoter de manière classique par rapport à cette dernière en réponse à la commande d'un vérin hydraulique à double effet (non représenté). Les couches de minerai sont extraites du front de taille 4 par la machine 1 effectuant un mouvement de va-et-vient le long du convoyeur 2 et de la manière bien connue de l'homme de l'art. La machine 1 peut être à une seule extrémité de travail (étant équipée d'un bras 9 de manoeuvre et d'une tête de coupe à une de ses extrémités seu- lement), de sorte qu'après avoir effectué une course utile le long du front de taille 4, la machine est ramenée à l'autre extrémité du front de taille sans exécuter de coupe pendant cette course de retour, de manière à pouvoir commencer la course utile suivante. En variante, la machine 1 peut être à double extrémité de travail (étant équipée d'un bras 9 de manoeuvre et d'une tête de coupe à chacune de ses deux extrémités), de sorte que l'opération de coupe s'effectue dans les deux sens de la course. La rotation de la ou des têtes de coupe est commandée, par l'intermédiaire d'un réducteur de vitesse, par un moteur électrique logé à l'intérieur de la machine. Que la machine soit à une ou à deux extrémités de travail, la translation de la machine le long de ou par rapport au convoyeur est né- cessaire et, conformément à la présente invention, elle s'effectue au moyen d'un système 10 de translation qui comprend fondamentalement une roue dentée commandée Il de translation qui engrène avec une cré- maillère 12. La roue dentée Il est commandée soit par le moteur électrique logé à l'intérieur de la machine pour commander la rotation de la ou des têtes de coupe, soit par un moteur électrique séparé, la force motrice étant amenée depuis le moteur par une transmission mécanique ou hydrau- lique de la manière bien connue de l'homme de l'art. La roue dentée Il comporte deux ensembles 13 et 14 de dents 15 à pas identique et disposées à la périphérie de pignons individuels 16 et 17 qui s'appuient l'un contre l'autre et, par conséquent, les ensembles 13 et 14 de dents sont latéralement espacés l'un de l'autre et les dents 15 d'un ensemble 13 sont angulairement décalées par rapport aux dents de l'ensemble contigu 14. Dans l'exemple de réalisation des figures 1 à 3, une seule roue dentée 11 est prévue et elle tourne autour d'un axe horizontal 18 sur l'ar- bre de commande 19, le convoyeur 2 étant supposé être monté dans un plan horizontal. La machine 1 est supportée par le convoyeur par l'inter- médiaire de patins de coulissement et, comme le représente la figure 2, un patin 20 prévu pour coulisser le long de la paroi latérale 7 du côté remblai, est un patin de fixation servant à fixer la machine sur le con- voyeur, ce patin de fixation comportant un évidement 21 en forme de U formé entre deux faces 22 et 23, et comportant également une languette 24. Le patin 20 comprend également des ouvertures circulaires 25 per- mettant le passage d'un arbre de montage par l'intermédiaire duquel le patin 20 s'articule sur la machine 1. De même, dans l'exemple de réalisation des figures 1 à 4, la crémaillère 12 est fixée à la paroi latérale 7 du côté remblai par l'in- termédiaire de plats 26, 27 et 28. Plus précisément, la crémaillère 12 comprend deux rangées 29 et 30 de dents 31, une rangée étant formée sur un plat intérieur 32 tandis que l'autre rangée est formée sur un plat extérieur 33, les plats 32 et 33 étant séparés par une barre 34 d'espa- cement et les dents 31 d'une rangée 29 étant décalées par rapport aux dents 31 de la rangée contiguë 30; de ce fait, un ensemble 13 de dents de la roue dentée peut engrener avec une rangée 29 de dents 31 de la crémaillère, tandis que l'autre ensemble 14 de dents 15 de la roue den- tée peut engrener avec l'autre rangée 30 de dents 31 de la crémaillère. La crémaillère 12 présente également des faces continues 36 sur le bord inférieur 37 du plat intérieur 32 afin de pouvoir pénétrer dans l'évidement 21 du patin de fixation. Comme on peut le voir aux figures 1 et 2, chaque rangée 30 de dents 31 se termine par une surface convexe 38, tandis que chaque ran- gée 29 se termine par une surface convexe 49 à une extrémité et par une surface concave complémentaire 50 à l'autre extrémité (figure 1), pour servir de butée à une surface convexe 49 d'une rangée contiguë 32 de dents. A chaque extrémité de chaque socle 5, les extrémités de la ran- gée extérieure 30 de dents s'arrêtent en deçà des extrémités de la ran- gée intérieure de dents afin de ménager un espace libre pour le joint supérieur 39 entre les crémaillères contiguës 12. Le joint 39 comprend une dent 40 de liaison qui occupe l'espace libre; cette dent 40 de liaison, représentée en détail à la figure 3, est pourvue de faces concaves 41 qui viennent s'appliquer contre les surfaces convexes 38, et des trous allon- gés 42 sont prévus dans la dent de liaison pour permettre le passage de boulons 43 de fixation dans ces trous allongés et dans les trous coaxiaux formés dans les plats intérieur 32 et extérieur 33. Un joint inférieur 44, prévu entre les crémaillères contiguës 12, comprend une bride 45 en U inversé dont les extrémités 46 tournées vers le bas s'engagent derrière des taquets 47 de blocage. L'exemple de réalisation de la figure 5 est très similaire à celui des figures 1 à 3, mais il représente la crémaillère 12 fixée à la paroi latérale 6 du côté front de taille, tandis qu'un plat 48 formant rampe facilite le chargement du minerai sur le convoyeur 2; la machi- ne l illustrée n'est pas montée sur le transporteur 2, mais elle est disposée sur la sole de la mine au-delà du plat 48 formant rampe. L'exemple de réalisation de la figure 6 illustre une machine 1 à double extrémité de travail avec un bras 9 de manoeuvre à chaque extrémité et deux roues dentées 12 de translation disposées chacune à chaque extrémité de la machine 1. L'exemple de.réalisation de la figure 7 illustre une machine 1 avec une roue dentée 12 de translation qui tourne autour d'un axe ver- tical. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réa- lisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. REVENDICA T IONS 1.Système de translation pour machine d'extraction minière comprenant au moins une machine (1) d'extraction minière montée sur et (ou) guidée par un convoyeur blindé (2) à chaîne à palettes et pouvant effectuer un mouvement de va-et-vient par rapport à celui-ci, le con- voyeur (2) étant disposé le long d'un front de taille (4) et comprenant plusieurs socles individuels (5) fixés bout à bout, chaque socle (5) com- portant une paroi latérale (6) du côté front de taille et une paroi latérale (7) du côté remblai reliées entre elles par une tôle intermédiaire (8), ce système de translation étant caractérisé en ce qu'une des parois latéra- les supporte une crémaillère (12) qui comprend plusieurs rangées (29, ) de dents (31) à pas identique, une rangée (29) étant latéralement espa- cée de la ou des rangées contiguës (30) et les dents (31) d'une rangée (29) étant décalées par rapport aux dents de la ou des rangées contiguës (30); et en ce que la machine (1) est équipée d'au moins une roue dentée (11) de translation commandée par un moteur et comportant plusieurs ensem- bles (13, 14) de dents (15) à pas identique et disposées à la périphérie, ces ensembles (13, 14) étant latéralement espacés 1 un de l'autre et un ensem- ble (13) étant angulairement décalé par rapport à l'ensemble contigu (14), ce qui permet à un ensemble (13, 14) de dents de la roue dentée d'engre- ner avec chacune des rangées (29, 30) de dents de la crémaillère. 2. Système de translation suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la crémaillère (12) est prévue sur la paroi latérale (6) du côté front de taille du convoyeur (2). 3. Système de translation suivant la revendication 1, caracté- risé en ce que la crémaillère (12) est prévue sur la paroi latérale (7) du côté remblai du convoyeur (2). 4. Système de translation suivant l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce que la ou les roues dentées (11) de translation sont formées de deux pignons individuels et identiques (16, 17) coaxialement fixés l'un à l'autre. 5. Machine d'extraction minière prévue pour être montée sur et (ou) guidée par un convoyeur blindé (2) à chaîne à palettes disposé le long d'un front de taille et pour effectuer un mouvement de va-et-vient par rapport à celui-ci, cette machine étant caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une roue dentée (11) de translation commandée par un moteur et comportant plusieurs ensembles (13, 14) de dents (15) à pas identique et disposées à la périphérie, ces ensembles (13, 14) étant latéralement espaces l'un de l'autre et un ensemble (13) étant angulai- rement décalé par rapport a un ou à plusieurs ensembles contigus (14). 6. Machine suivant la revendication 5, caractérisée en ce qu' elle est du type rouilleuse. 7. Machine suivant l'une des revendications 5 ou 6, caractéri- sée en ce que la ou les roues dentées (11) de translation peuvent tourner chacune autour d'un axe horizontal. 8. Machine suivant l'une des revendications 5 ou 6, caractéri- sée en ce que la ou les roues dentées (11) de translation peuvent tourner chacune autour d'un axe vertical. 9. Machine suivant l'une quelconque des revendications-5 à 8, caractérisée en ce que la'ou les roues dentées (11) de translation com- prennent chacune deux ensembles (13, 14) de dents (15). 10. Machine suivant la revendication 9, caractérisée en ce que la ou les roues dentées (11) de translation sont formées chacune de deux pignons individuels et identiques (16, 17) coaxialement fixés l'un à l'au- tre. 11. Machine suivant l'une des revendications 9 ou 10, caracté- risée en ce que le décalage des dents sur la ou les roues dentées (11) de translation représente une fraction du pas des dents. 12. Machine suivant l'une des revendications 10 ou 11, carac- térisée en ce que la ou les roues dentées (11) de translation sont placées chacune au voisinage d'un patin (20) de fixation monté sur et supporté par la machine (1) d'extraction minière, ce patin (20) de fixation compor- tant une languette ou saillie (24). 13. Machine suivant l'une quelconque des revendications 9 à 12, caractérisée en ce qu'elle comporte deux roues dentées (11) de transla- tion. 14. Machine suivant la revendication 13, caractérisée en ce qu'une roue dentée de translation est placée près de chacune des extré- mités de la machine. l. 15. Machine suivant l'une des revendications 13 ou 14, carac- térisée en ce que les deux roues dentées (11) de translation sont montées du côté front de taille (6) de la machine 1. 16. Machine suivant l'une des revendications 13 ou 14, carac- térisé en ce que les deux roues dentées (11) de translation sont montées du côté remblai (7) de la machine 1. 17. Crémaillère prévue pour un système de translation de ma- chine d'extraction minière, caractérisée en ce qu'elle comprend plu- sieurs rangées (29, 30) de dents (31) à pas identique, une rangée (29) étant latéralement espacée par rapport à une rangée contiguë (30) et les dents (31) d'une rangée (29) étant décalées par rapport à celles d'une rangée contiguë (30), la crémaillère étant équipée d'un dispositif (35) à chacune de ses extrémités afin de pouvoir s'articuler sur une ou des crémaillères analogues contiguës. 18. Crémaillère suivant la revendication 17, caractérisée en ce qu'elle comporte deux rangées (29, 30) de dents (31), le décalage des dents représentant une fraction du pas des dents. 19. Crémaillère suivant l'une des revendications 17 ou 18, ca- ractérisée en ce qu'elle présente une surface continue (36) qui se pro- longe dans la direction des rangées (29, 30) de dents (31), ce qui per- met à la languette ou saillie (24) du patin (20) de fixation monté sur la machine d'extraction minière, d'entrer en contact avec cette surface continue (36). 20. Crémaillère suivant l'une quelconque des revendications 17 à 19, caractérisée en ce qu'une rangée (30) de dents (31) se termine par une surface convexe (38) tandis que l'autre rangée (29) de dents (31) se termine par une surface convexe (49) à une extrémité et par une sur- face concave complémentaire (50) à l'autre extrémité. 21. Crémaillère suivant l'une quelconque des revendications 17 à 20, caractérisée en ce que les dents sont formées par découpage au chalumeau dans un plat. 22. Crémaillère suivant l'une quelconque des revendications 17 à 21, caractérisée en ce que, dans un exemple de réalisation à double rangée de dents, elle comprend un plat intérieur (32) comportant une rangée (29) de dents et espacé d'un plat extérieur (33) comprenant l'autre rangée (30) de dents (31) par une barre (34) d'espacement, les deux plats (32, 33) étant soudés ou boulonnés à cette barre (34) d'espa- cernent. 23. Crémaillère suivant la revendication 22, caractérisée en ce qu'un plat denté (32) présente un bord inférieur (37) qui se prolonge plus bas que le bord inférieur de l'autre plat denté (33) afin de pénétrer dans un évidement (21) formé dans un patin (20) de fixation de la ma- chine (1) d'extraction minière. 24. Crémaillère suivant l'une des revendications 22 ou 23, ca- ractérisée en ce que les extrémités d'une rangée (30) de dents (31) s'arretent en deçà des extrémités de l'autre rangée (29) de dents (31) afin de ménager un espace libre pour les divers éléments d'un joint su- périeur (39) entre les crémaillères contiguës, l'espace entre les extré- mités contiguës étant occupé par une dent amovible (40) de liaison. 25. Crémaillère suivant la revendication 24, caractérisée en ce que la rangée la plus courte se termine par des extrémités convexes (38)- et en ce que la dent (40) de liaison est pourvue de faces concaves complémentaires (41). 26. Crémaillère suivant l'une des revendications 24 ou 25, ca- ractérisée en ce que la dent (40) de liaison est fixée par l'intermédiaire de trous allongés (42) aux plats intérieur (32) et extérieur (33) de ma- nière à compenser l'espace entre les dents lorsque l'articulation a lieu dans les plans vertical et horizontal. 27. Crémaillère suivant l'une quelconque des revendications 17 à 26, caractérisée en ce que des joints inférieurs (44) sont également entre prévus/les crémaillères contiguës, ces joints comprenant une bride (45) en U inversé dont les extrémités (46) tournées vers le bas s'engagent derrière des taquets (47) de blocage.