Brevet FR2514818A1 — publié le 19830422

I La présente invention concerne le matériel pour l'exploi- tation des minéraux utiles et a notamment pour objet une abatteusechargeuse pour l'extraction de minéraux utiles, Elle peut être appliquée à l'exploitation des minéraux utiles, principalement en couches minces, de préférence pour le charbon, le sel. Il est connu que le débit des abatteuses-chargeuses est une fonction directe de la puissance de leur système moteur, dont l'augmentation n'est pas toujours techniquement réalisable, surtout pour les abatteuseschargeuses exploitant les couches minces, par suite de l'exiguïté de l'espace de travail et de la limitation de l'encombrement de l'abatteuse- chargeuse, c'est-à-dire de sa hauteur et de sa longueur. On connaît une batteuse-chargeuse pour l'extraction de minéraux utiles en couches minces, ayant une puissance suffisamment élevée (cf, par exemple, brevet R F A. N 01 005 821, 1959) Cette abatteuse-chargeuse comporte deux organes d'attaque sous forme de tambours coupants montés sur des bras oscillants situés aux bouts opposés du corps de l'abatteuse-chargeuse Chaque organe d'attaque est mis en action par un moteur fixé sur le bras, par l'intermédiaire d'un réducteur situé à l'intérieur du bras. Les moteurs ne sont pas liés cinématiquement entre eux, aussi la puissance de chacun d'eux doit-elle être suffisam- ment élevée De plus, l'organe d'attaque avant, dans le sens de marche de l'abatteuse-chargeuse,est toujours plus chargé que l'organe d'attaque arrière, ce qui se traduit par une consommation irrationnelle de l'énergie fournie, En outre, l'emploi de moteurs puissants entraîne une forte augmentation de l'encombrement de l'abatteuse-chargeuse, car les moteurs sont placés sur le bras de l'organe d'attaque, Il s'ensuit que de telles abatteuses-chargeuses ne peuvent être utilisées dans les couches minces, notamment d'une puissance inférieure à 1,3 m. On connaît aussi une abatteuse-chargeuse pour l'extrac- tion de minéraux utiles, comportant deux organes d'attaque à vis d'Archimède, montés chacun sur l'arbre de l'un des bras. Ces bras sont montés aux bouts opposés du corps de l'abatteuse-chargeuse, exécutant un mouvement de va-et-vient pendant l'extraction Les organes d'attaque sont entraînés en rotation par un système moteur qui leur est lié ciééma- tiquement et comporte deux moteurs liés cinématiquement entre eux De la sorte, chacun des organes d'attaque est entrai- né en rotation simultanément par deux moteurs montés sur le corps de l'abatteuse-chargeuse. Les organes d'attaque désagrégeant la couche sont disposés à des hauteurs différentes, grâce au fait que les bras peuvent être réglés en hauteur, et l'organe d'attaque placé le plus haut est celui qui attaque le premier la couche (cf, par exemple, certificat d'auteur URSS N 0567 352; brevet Grande-Bretagne NO I 521 006, El F). Etant donné que dans l'abatteuse-chargeuse considérée les moteurs sont liés cinématiquement entre eux,leur encombrement et, par conséquent, l'encombrement de toute l'abatteuse-chargeuse ont pu être réduits à tel point qu'il est devenu possible d'utiliser l'abatteuse-chargeuse dans les couches d'une puissance de 0,65 m. Toutefois, l'abatteuse-chargeuse connue ainsi conçue a une puissance peu élevée, ne satisfaisant pas aux prescriptions actuelles concernant les abatteuses-chargeuses. On s'est donc proposé de créer une abatteuse-chargeuse pour l'extraction de minéraux utilies, dans laquelle, grâce à une modification de la conception de son système moteur, il serait possible d'accroître la puissance de l'abatteuse- chargeuse, surtout si elle est destinée à être utilisée dans les couches minces, c'est-à-dire dans les couches d'une puissance égale ou supérieure à 0,65 m. Ce problème est résolu grâce à une abatteuse-chargeuse pour l'extraction de minéraux utiles, dont le corps, exécutant un mouvement de va-et-vient lors de l'extraction, porte à ses deux bouts opposés des bras réglables en hauteur, lesquels ont chacun un arbre sur lequel est monté un organe d'attaque à vis d'Archimède, entraîné en rotation par une commande liée cinématiquement aux deux organes d'attaque à vis d'Archimède et comportant deux moteurs montés dans le corps de l'abatteuse-chargeuse, les- dits organes d'attaque à vis d'Archimède étant disposés à des hauteurs différentes pour l'attaque de la couche de minéral utile, caractérisée, d'après l'invention, en ce que la commande des organes d'attaque est réalisée de telle façon que chacun de ses moteurs entraîne en rotation son propre organe d'attaque à vis d'Archimède, auquel elle est liée cinématiquement, ladite commande comportant encore un moteur, qui est monté dans ledit corps, et qui, lors de l'extraction du minéral utile, est relié, par l'inter- médiaire d'un mécanisme de changement de la liaison ciné- matique entre les moteurs, à celui des moteurs qui entraîne en rotation le premier (dans le sens de marche de l'abatteuse-chargeuse lors de l'extraction) organe d'attaque à vis d'Archimède. Ceci permet, en augmentant la puissance de l'abatteuse- chargeuse, d'utiliser d'une manière rationnelle l'énergie fournie, c'està-dire d'augmenter fortement la puissance de la commande de celui des organes d'attaque qui attaque le premier la couche et subit la charge principale d'abat- tage, tout en laissant inchangée la puissance de la commande de l'autre organe d'attaque, qui, pendant ce temps, est le moins chargé. Il est avantageux de disposer tous les moteurs d'entrainement des organes d'attaque à vis d'Archimède dans le corps précité de façon que leurs arbres de sortie, sur lesquels est produit le couple moteur pour la rotation des organes d'attaque, soient parallèleset dans un plan commun par rapport au corps de l'abatteuse-chargeuse. Le mécanisme de changement de la liaison cinématique des moteurs entre eux peut comprendre deux roues dentées parasites ayant la possibt Lité de se déplacer dans leur plan de rotation, ces roues étant fixées chacune sur une manivelle et disposées de façon qu'elles accouplent les moteurs deux par deux. Chaque manivelle peut être liée par ' 'intermédiaire d'un réducteur à un arbre réalisé de telle façon que son bout libre dépasse le corps de l'abatteuse-chargeuse, ces bouts libres étant avantageusement accouplés à une bielle par des articulations respectives. Il est avantageux aussi que le mécanisme de changement de la liaison cinématique des moteurs entre eux comporte un élément de limitation du déplacement de chaque roue dentée parasite dans une position déterminée, lesdits éléments de limitation étant montés dans le corps de l'abatteuse-chargeuse. Une telle réalisation de la commande des organes d'attaque a rendu possible la création d'une abatteuse- chargeuse fonctionnant d'une manière sûre dans les couches d'une puissance égale ou supérieure à 0,65 m, et ayant une puissance disponible répondant aux prescriptions actuelles concernant les engins de ce genre. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre de différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels: la figure 1 représente le schéma de principe d'une abatteusechargeuse pour l'extraction de minéraux utiles conforme à l'invention; la figure 2 représente la même abatteuse-chargeuse en coupe suivant II-II de la figure 1; la figure 3 représentera cha ne cinématique d'une abatteusechargeuse conforme à l'invention; la figure 4 représente la commande des organes d'at- taque de l'abatteuse-chargeuse conforme à l'invention (en coupe longitudinale); la figure 5 est une vue en coupe suivant V-V dela figure 2, montrant la liaison cinématique des moteurs pour l'organe d'attaque de droite, d'après l'invention; la figure 6 est une vue en coupe suivant VI-VI de- la figure 4, montrant la liaison cinématique des moteurs pour l'organe d'attaque de gauche, d'après l'invention. L'abatteuse-chargeuse pour l'extraction de minéraux utiles comprend un corps 1 (figure 1) réalisé de façon qu'il puisse exécuter un mouvement de va-et-vient suivant la direction indiquée par les flèches A Le corps 1 porte à ses bouts opposés des bras oscillants 2, 3 réglables en hauteur Sur l'autre 4,5 de chaque bras 2, 3 est monté un organe 6,7 d'attaque à vis d'Archimède, destiné à l'abattage du minéral utile Le corps 1 porte également un châssis-portique 8 et des appuis hydrauliques 9, à l'aide desquels l'abatteuse-chargeuse prend appui sur le convoyeur de taille 10 (figure 2) Toutefois, l'abatteuse-chargeuse peut également être réaliséesans châssis portique. L'abatteuse-chargeuse se déplace par rapport au con- voyeur 10 à l'aide du mécanisme 11 d'avance, dont la con- ception peut varier Par exemple, le mécanisme 11 d'avance utilisée en l'occurrence comprend un organe de traction flexible, sous la forme d'une chaîne 12, lié au châssis 8 et à deux commandes 13 déportées hors des limites de la taille d'exploitation, dans les voies La chaîne 12 est posée dans un chenal 14, sur le flanc du convoyeur de taille 10. Les organes d'attaque 6,7 sont entraînés en rotation par une commande liée cinématiquement aux deux organes 6, 7 d'attaque à vis d'Archimède et comprenant trois moteurs , 16 et 17 (figure 1) qui sont montés dans le corps 1 de l'abatteuse-chargeusey et un mécanisme 18 de changement de la liaison cinématique des moteurs 15 à 17 entre eux. Les moteurs 15 à 17 sont disposés dans le corps 1 de façon que leurs arbres de sortie 19, 20, 21 (figures 1, 3), sur lesquels est produit le couple moteur pour la rotation des organes d'attaque 6,7, soient parallèles et situés dans un plan commun par rapport au corps 1. Le moteur 15 est relié à l'arbre 22 de l'organe d'attaque 6 par un réducteur 23, et le moteur 17 est relié à l'arbre 24 de l'organe dtattaque 7 par un réducteur 25. Sur l'arbre de sortie 20 du moteur 16 est calée une roue dentée 26. Le mécanisme 18 (figure 3 et 4) comporte deux roues dentées parasites 27, 28 fixées respectivement sur des manivelles 29, 30, grâce auxquelles elles ont la possibili- té de se déplacer dans leur plan de rotation Les manivelles 29, 30 sont montées dans des alésages 31 (figure 4) du corps 1. Les manivelles 29, 30 portent respectivement des roues dentées 32, 33, qui sont engrenées avec des roues dentées 34, 35, Les roues 34, 35 sont respectivement fixées sur des arbres tournants 36, 37 réalisés de façon que leurs bouts libres 38, 39 dépassent du corps 1 de l'abatteusechargeuse, ce qui apparaît clairement sur la figure 4 Sur ces bouts libres 38, 39 sont calés des bras 40, liés entre eux à l'aide d'articulations 41 par une bielle 42 qui est équipée d'une poignée 43. Grâce aux arbres tournants 36, 37 et aux manivelles , 30,les roues dentées parasites 27 et 28 peuvent être dé- placées suivant des arcs de cercle dans leur plan de rotation pour leur engrènement ou leur désengrènement d'avec les roués dentées 44 et 45 du réducteur 23, et, par l'intermédiaire de la roue dentée 46, d'avec le réducteur Afin d'éviter la liaison cinématique simultanée des trois moteurs 15 à 17 entre eux, la liaison cinématique du moteur 16 ne peut être établie qu'avec l'un des moteurs ou 17, avec coupure (désolidarisation) de la liaison cinématique entre le moteur 16 et l'autre moteur 17 ou 15, ce qui est illustré non seulement par la figure 4, mais aussi par la figure 5 et la figure 6 Pour cela, la disposi- tion relative des manivelles 29, 30 est choisie de telle façon que lors de leur rotation simultanée il y ait d'abord désengrènement, par exemple, de la roue dentée 27 d'avec la roue 44, et seulement ensuite engrènement de la roue dentée 28 avec la roue dentée 46 La rotation simul- tanée des manivelles 29, 30 est assurée par la bielle 42, liée par des articulations aux bouts 38, 39 de sortie des arbres tournants 36, 37 De la sorte, on assure d'abord la désolidarisation du mécanisme 18 d'avec l'un des réducteurs 23 ou 25 auquel il était relié auparavant, et seulement après Isa solidarisation avec l'autre réducteur ou 23. Le mécanisme 18 comporte en outre des éléments 47 et 48, 49 et 50 (figures 5 et 6) de limitation du déplacement des roues dentées parasites 27, 28 dans des positions prédéterminées respectives Lesdits éléments sont montés dans le corps 1. Les réducteurs 23 et 25 sont de construction identique et connue en soi, et comprennent chacun des roues dentées 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59 et des manchons à griffes 60. L'abatteuse-chargeuse fonctionne de la façon suivante. Quand l'abatteuse-chargeuse se déplace dans la taille de gauche à droite (figure 1), l'organe d'attaque 7 de droite, c'est-à-dire l'organe 7 asant (dans le sens de marche de l'abatteuse-chargeuse) fonctionne avec une consommation d'énergie (puissance) plus grande que l'organe d'attaque 6 de gauche ou arrière Il est donc nécessaire de fournir une plus grandes puissance à l'organe d'attaque 7 de droite Pour cela, à l'aide de la manette 43 fixée à l'un des bras 40, on fait tourner les arbres 38, 39 du mécanisme 18 Il s'ensuit le désengrènement de la roue dentée parasite 27 d'avec la roue dentée 44 du moteur 15, puis l'engrènement de la roue dentée 28 avec la roue dentée 46 du moteur de droite 17 Durant leur déplacement suivant un arc de cercle, les roues dentées parasites 27 et 28 restent engrenées en permanence avec la roue dentée 26 du moteur 16 La position indiquée est montrée sur la figure Ainsi est réalisée une liaison cinématique directe du moteur 16 avec le moteur de droite 17, la somme des puis- sances de ces moteurs 17 et 16 étant transmise par le réducteur 25 à l'organe d'attaque 7 de droite Le moteur 15 de gauche entraîne l'organe d'attaque 6 de gauche par l'intermédiaire du réducteur 23. Quand le mouvement de l'abatteuse-chargeuse dans la taille estinversé, pour la marche de droite à gauche, l'organe d'attaque 6 de gauche, qui est maintenant l'organe avant (dans le sens de marche de l'abatteuse- chargeuse),doit dépenser une puissance plus grande que l'organe d'attaque 7 de droite. De nouveau, à l'aide de la même manette 43, on fait tourner les arbres 38, 39, mais en sens inverse La roue dentée parasite 28 se désengrène alors de la roue dentée 46 du moteur 17 de droite, puis la roue dentée parasite 27 s'engrène avec la roue dentée 44 du moteur 15 de gauche. Cette position est montrée sur la figure 6 Il s'ensuit l'établissement d'une liaison cinématique directe entre le moteur 16 et le moteur 15 de gauche, et la somme des puissances des moteurs 15 et 16 est transmise par le réducteur 23 à l'organe d'attaque 6 de gauche Le moteur 17 de droite entraîne alors l'organe d'attaque 7 de droite par l'intermédiaire du réducteur 25. Il va de soi que les moteurs 15, 16 et 17 peuvent être électriques,hydrauliques ou pneumatiques/. L'invention permet de résoudre une série de problèmes: accroissement du débit de l'abatteuse-chargeuse tout en conservant un encombrement réduit en hauteur et en longueur; -répartition optimale de la puissance entre les deux organes d'attaque; en particulier, la trassm Lion de la plus grande partie de la puissance à l'organe d'attaque avant (dans le sens de marche de l'abatteuse-chargeuse); création d'une abatteuse-chargeuse à commande de grande puissance pour l'extraction de minéraux utiles en couches minces. R E V E N D I C ATI ONS 1 Abatteuse-chargeuse pour l'extraction de minéraux utiles, du type comportant un corps ( 1) exécutant un mouve- ment de va-et-vient lors de l'extraction, et aux bouts opposés duquel sont montés des bras ( 2,3) réglables en hauteur et sur l'arbre ( 4, 5) de chacun desquels est monté un organe ( 6, 7)d'attaque à vis d'Archimède, entraîné en rotation par une commande liée cinématiquement aux deux organes ( 6, 7) d'attaque à vis d'Archimède et comportant deux moteurs ( 15, 17) montés dans le corps ( 1) de l'abatteuse- chargeuse, les organes ( 6, 7) d'attaque à vis d'Archimède étant disposés à des hauteurs différentes pour attaquer la couche de minéral utile, caractérisée en ce que la commande des organes d'attaque ( 6,7) est réalisée de telle façon que chacun de ses moteurs ( 15, 17) entraîne en rotation son propre organe ( 6,7) d'attaque à vis d'Archimède, auquel elle est liée cinématiquement, et en ce que ladite commande comporte encore un moteur ( 16), qui est monté dans le corps ( 1) et qui, lors de l'extraction du minéral utile, est relié, par un mécanisme ( 18) de changement de la liaison cinématique entre les moteurs ( 15 à 17), à celui desdits moteurs qui entraîne en rotation le premier (dans le sens de marche de l'abatteuse-chargeuse) organe ( 6 ou 7) d'attaque à vis d'Archimède. 2 Abatteuse-chargeuse selon la revendication 1, carac- térisée en ce que tous les moteurs ( 15 à 17) d'entraînement des organes ( 6,7) d'attaque à vis d'Archimède sont disposés dans le corps ( 1) de façon que leurs arbres de sorite ( 19 à 21),sur lesquels est produit le couple moteur pour la rotation des organes ( 6, 7) d'attaque à vis d'Archimède, soient parallèles et dans un plan commun par rapport au corps ( 1) de l'abatteuse-chargeuse. 3 Abatteuse-chargeuse selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le mécanisme ( 18) de changement de la liaison cinématique entre les moteurs ( 15 à 17) comprend deux roues dentées parasites ( 27,28) ayant la possibilité de se déplacer dans leur plan de rotation, ces roues ( 27,28) étant fixées chacune sur une manivelle ( 29, 30) et disposées de façon à relier les moteurs ( 15 à 17) deux par deux. 4 Abatteuse-chargeuse selon l'une des revendications 1, 2 et 3, caractérisée en ce que chaque manivelle ( 29,30) est reliée par l'intermédiaire d'un réducteur ( 32 à 35) à un arbre ( 36,37) réalisé de telle façon que son bout libre ( 38,39) dépasse du corps ( 1) de l'abatteuse -chargeuse. Abatteuse-chargeuse selon la revendication 4, caractérisée en ce que les bouts libres ( 38,39) des deux arbres ( 36, 37) dépassant du corps ( 1) de l'abatteuse chargeuse sont accouplés entre eux par une bielle ( 42) à l'aide d'articulations respectives ( 41). 6 Abatteuse-chargeuse selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les mécanismes ( 18) de changement de la liaison cinématique entre les moteurs ( 15 à 17) comporte des éléments ( 47 à 50) de limitation du déplacement de chaque roue dentée parasite ( 27, 28) dans une position prédéterminée, lesdits éléments de limitation ( 47 à 50) étant montés dans le corps ( 1) de 1 'abatteuse-chargeuse.