Brevet FR2527680A1 — publié le 19831202

La présente invention concerne des machines pour l'exploitation minière souterraine et a notamment pour objet un système d'avancement pour abatteuse-chargeuse. L'application de l'invention est d'une efficacité maximale dans les complexes mécanisés destines à l'exploitation des gisements de houille et de schistes combustibles. L'invention peut aussi être appliquée dans l'exploitation des minerais non-ferreux et des terres rares gisant dans les filons de minerai à différents angles de pendage. L'invention peut également etre utilisee dans les autres industries, là où il faut assurer un .* an- cement sûr d'une machine du type abatteuse-chargeuse ou d'un moyen de transport sur la surface d'un sol d'hypsomé- trie compliquée avec différents angles d'inclinaison Actuellement, dans la technique minière, on emploie de plus en plus des systèmes d'avancement d'abat- teuse-chargeuse, qui comprennent essentiellement un herbo- tin moteur monté sur l'abatteuse-chargeuse et une eremail- lère de poussée disposée dans le sens de mouvement de l'abatteuse-chargeuse.De tels systèmes s'avèrent prefé- rables aux autres systèmes en raison de leur réqularit de marche et de leur fiabilité de fonctionnement, et pour la sécurité du travail du personnel de service. On connait de nombreux modes de réalisation du couple d'engrenages : barbotin-crémaillère de poussée. Dans la plupart des cas, ils ne résolvent pas, toutefois, le problème de la fiabilité de l'engrenage dans les conditions d'hypsométrie compliquée du gisement, ainsi que le problème de la commande de l'abatteuse-char- geuse par rapport au front de taille. Dans un cas, il se produit une variation du pas d'engrenage aux points de jonction des crémaillère de poussée, et dans un autre, les crémaillières de noussée ont à supporter les différen- tes charges transversales. Dans la plupart des réalisations connt-es, le barbotin moteur de l'abatteuse-chargeuse se soulève au-dessus de la ligne d'engrenage ou bien ses entredents viennent porter sur les fuseaux (les dents) de la crémaillère . Il se produit la meme chose en cas de colmatage de l'engrenage par la matière havée. Il en résulte une défor- mation et une mise nors d'usage rapide des barbotins mo-" teurs, des fuseaux (des dents) de la crémaillère , des crémaillère elles-mêmes et de leurs éléments de fixation. On connait un mécanisme d'avancement d'abat- teuse-chargeuse (certIficat d'auteur d'invention de l'URSS N0 642478, cl. E 21 C 29/14 publié le 15.01.79 dans le Bulletin de écouvertes, inventions et marques de fabrique d'URSS, N 2, 1979) comprenant un élément de guidage, de section circulaire, rigidement fixé sur le bâti d'un con voyeur. Une crémaillère de poussée à fuseaux est rigide- nuent fixée sur I 'élérwnt de guidage et sur le bâti du co@ - voyeur. Sur l'élément de guidage et le bâti du convoyeur est disposée une abatteuse-chargeuse dotée d'un barbotin moteur ou d'une roue à fuseaux qui est en prise avec la crémaillère de poussée.Les sections de la crémaillère de poussée sont réunies ente elles à l'aide d'articula tions, les axes de rotation des sections les unes par rap- port aux autres lors de la flexion de la crémaillère de poussée étant situés au-dessous des axes des fuseaux. L'inconvénient de ce mécanisme est qu'il se produit un désengagement du barbotin moteur et de la cré- maillère de poussée, sous l'effet d'une variation de l'hypsométrie de la couche ou pendant une opération de commande de l'abatteuse-chargeuse, la crémaillère étant solidaire de l'élément de guidage et du bati du convove En outre, lorsque la crémaillère de poussée fiéchit avec l'élément de guidage et le bâti de con-- voyeur, sous 1 effet d'une variation d'hypsométrie de la couche, il se produit une variation du pas d'espacement des fuseaux aux points de jonction des sections de la cr maillère de poussée, puisque ces sections tournent alor autour des axes des articulations. I en résulte égaleme un désengagement du couple barbotin moteur-crémaillère de poussée. Le but de la présente invention est don- de créer un système d'avancement d'abatteuse-chargeuse qui permette, grâce à un mode sûr et simple de fixation de la crémaillère de poussée, d'obtenir un engrenage optimal entre la crémaillère et le barbotin moteur de l'abatteuse-chargeuse pendant ses déplacements dans les couches d'hypsométrie compliquée et pendant les opérations de commande. Cette invention a donc pour objet un Système d'avancement d'abatteuse-chargeuse comprenant un élément de guidage qui se compose de portions tubulaires reliées entre elles de manière à pouvoir se déplacer d'une course limitée les unes par rapport aux autres, et sur lequel est montée une abatteuse-chargeuse dotée d'un barbotin mateur en prise avec une crémaillère de poussée disposée le long de l'élément de guidage et formée par des sections reliées entre elles par des articulations et réalisées sous la forme de flasques reliés entre eux par des fuseaux espacés avec un pas régulier, sur lesquelles engrène le barbotin moteur, caractérisé en ce que la crémaillère de poupée est reliée à l'élément de guidage de manière à pouvoir tourner autour de ce dernier à l'aide des articulations disposées aux points où les portions de l'élément de qui- dage sont reliées entre elles, et est maintenue de manière forcée en prise avec le barbotin moteur. Un tel mode de réalisation du système d'avan- cement de l'abatteuse-chargeuse permet d'obtenir un contact optimal des surfaces en prise du couple d'engrenages à fuseaux (barbotin moteur-crémaillère de poussée) pendant le fonctionnement de l'abatteuse-chargeuse dans des zondi- tions d'hypsométrie compliquée de la couche ou pendait des mouvements de rotation vers le front de taille ou dans le sens opposé, qui peuvent être dictés par la technoloçie d'abattage ou par une situation d'utilisation. Il est avantageux que les articulations soient formées par des axes engagés par leurs extrémitzs dans les portions tubulaires voisines de l'élément de guidage de manière à pouvoir se déplacer d'une course limitée dans le sens axial, et par des supports en porteà-faux fixés sur la partie-centrale des axes, et que les sections de la crémaIllère de poussée soient dotées d'éléments intermédiaires servant à assurer la liaison artcu- lée des sections entre elles et fixés de manière rigide sur les supports en porte-à-faux. Un tel mode de réalisation permet au barbo tn moteur de rouler de manière souple et continue sur le fuseaux de la crémaillère de poussée, grâce au fait que le pas de ces fuseaux de la crémaillère de poussée reste invariable meme en cas de flexion ou de virage de la ré maillère de poussée. Il est avantageux que dans le système d:avan cement de l'abatteuse-chargeuse, les supports en porte-à- faux soient reliés aux éléments intermédiaires sur lesquels sont fixés les fuseaux des sections voisines de la crémail1ère de poussée, de manière telle que soit conservé entre eux le même pas de fuseaux de la crémaillière de poussée et que les sections puissent tourner autour d'eux. Un tel mode de réalisation de la crémaillère re de poussée lui permet de fléchir sous l'effet des varIa- tions d'hypsonétrie de la couche, tout en conservant le même pas des fuseaux, et d'éviter un désengrenage dans le couple barbotin moteur-crémaillère de poussée. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaitront mieux, à la lumière de la description explicative détaillée qui va suivre, d'un mode de réalisation donné uniquement à titre d'exemple non limitatif, et représenté aux dessins annexéssur lesquels - la figure 1 représente schématiquemient, en vue d'ensemble, une abatteuse-chargeuse dotée d'un barbotin moteur en prise avec une crémaillère de pousse réalisés selon l'invention ;; - la figure 2 représente une coupe transversale suivant la ligne II-II de la figure 1 - la figure 3 représente schématiquement, en coupe, la fixation de la crémaillère de poussée sur l'élément de guidage, selon l'invention - la figure 4 représente la meme fixation, vue en plan avec la ligne IV-IV de la figure 3. Le système d'avancement de l'abatteusechargeuse faisant l'objet de l'invention comprend, montés sur le bâti d'un convoyeur 1 (figures 1, 2), un élément de guidage 2 et une crémaillière de poussée 3 disposée le long du convoyeur et se trouvant en prise avec un barbotin moteur 4 fixé sur une abatteuse-chargeuse 5. L'élément de guidage 2 est réalisé à partir des portions de tubes de section circulaire, de préférence, reliées entre elles de manière à Douvoir se déplacer d'une course limitée les unes par rapport aux autres. Les éléments de guidage utilisés dans l'invention et représentés sur la figure 1 sont largement employés dans la technique minière et ces éléments de guidage sont rigidement fixés sur le bâti du convoyeur 1. C'est sur cet élément de guidage que se déplace l'abatteuse-chargeuse 5 qu'il porte. La crémaillère de poussez 3 disposée le long de l'élément de guidage est formée de sections reliées entre elles à l'aide d'articulations, et chaque section de la crémaillère de poussée 3 est réalisée sous la forme de flasques 6 (figure 3) reliés entre eux par des fuseaux 7 (figure 4) sur lesquels engrène le barbotin moteur 4 (figure 3). Les fuseaux 7 sont espacés avec un pas régulier. Selon l'invention, la crémaillère de poussée 3 est reliée à l'élément de guidage 2 de manière à pouvoir tourner autour de ce dernier. Cette rotation est assurée par le fait que la crémaillère de poussée 3 est reliée à l'élément de guidage 2 au moyen d'aticulatios montes aux points de jonction des portions d l'élément de guidage 2 entre e les. La cremaillere de poussee 3 est e prise forcée avec le barbotin moteur 4. L'articulation utilisée peut etre de tout type permettant la rotation de la crémaillère de poussée 3 autour de l'élément de guidage 2. Dans le mode de réali- satin envisagé, l'articulation est formée par des axes 8 (figure 4), dont les extrémités sont engagées dans les portions tubulaires voisines de l'élément de guidage 2 de manière . pouvoir se déplacer d'une course limitée dans le sens axial, et par des supports en porte-à-faux 9 (fi- Jures 3, 4) fixés sur la partie centrale des axes 8 (figure 4).Les sections de la crémaillère de poussée 3 comportent des éléments intermédiaires 10 (figures 1, j, 4) qui servent à relier de manière articulée les sections de la crémaillère de poussée 3 entre elles et sont fixés de manière rigide aux supports en porte-à-faux 9 (figures 3, 4). selon le rode Ct- réalisation préféré, les supports en porte-à-faux 9 sont reliés aux éléments inter- médiaires 10 sur lesquels sont fixée des fuseaux extrêmes 11, 12 (figure 4) des sections voisines de la crémaillère de poussée 3 de telle manière que le pas des fuseaux la crémaillère de po poussée 3 est conservé et que ces sec- tions peuvent tourner. Dans le mode de réalisation envisage, on û prévu entre les supports en porte-à-faux 9 (figure 4) @@ les portions de l'élément de guidage tubulaire 2, de part et d'autre, un jeu de compensation permettant au bâti du convoyeur i (tigure i) et donc aux portions tubulaires l'élément de guidage 2 (figure 43 ae s'écarter ou de rapprocher sous l'effet des flexions du convoyeur lors de ses déplacements ou des variations de l'hypsométrie de g' couche.Le bati du convoyeur A comporte une butée 13 gures 3, 4) et le flasque 6 (figure 4), une plaque 14 p@r- cée d'une ouverture dans laquelle pénètre la bu@ée 1@ de manière à laisser des jeux.Un jeu 15 (figure @ 3) perme@ e la crémaillère de poussée 5 de tourner vers le bas, ta@ dis que des jeux 16 et 17 (figure 4) prévus de part et d'autre dans le sens longitudinal, sont rattrapés plus tôt que des jeux 18 et 19 (figure 4) entre les supports en porte-à-faux 9 et les sections tubulaires de l'élément de guidage 2 (figure 4), ce qui permet de protéger le support en porte-à-faux 9 contre la flexion sous les efforts de traction du barbotin moteur 4. Dans le mode de réalisation préféré, l'engrenage du couple barbotin moteur-crémaillère de poussée est à fuseaux. Les fuseaux extrêmes 11 et 12 sont démontables pour faciliter le montage et le démontage de la crémaillère de poussée 3 sur le support en porte-à-faux 9. En outre, les fuseaux extremes 11 et 12 servent d'éléments de sécurité dans la crémaillère de poussée 3 ; à cet effet, ils sont dotés de saignées 20 et 21 qui déterminent l'effort de traction limite développe par l'abatteusechargeuse et agissant sur la crémaillère de poussée 3. En cas de surcharge, il se produit un cisaillement des fuseaux extremes 11 ou 12 dans les saignées 20 ou 21. De la sorte, les éléments les plus complexes et les plus coûteux de la crémaillère de poussée, dont le remplacement exige beaucoup de main-d'oeuvre, sont protégés contre la rupture. En outre, on améliore ainsi la sécurité des travaux miniers à l'aide des abatteuses-chargeuses dotées d'un système d'avancement à crémaillère . Le remplacement des fuseaux extrêmes li ou 12 cisaillés, faciles à fabriquer, ne nécessite pas beaucoup de temps. Dans le mode de réalisation envisagé de l'engrenage forcé dans le couple barbotin moteur-crémaillère de poussée (mode représenté sur les figures 2, 3), les sections de la crémaillère de poussée 3 (figure 4) comportent des éléments en saillie 22 et 23, tandis que l'élément intermédiaire 10 (figure 3, 4) comporte un élément en saillie correspondant 24. L'abatteuse-chargeuse 5 comporte un support 25 (figures 2, 3) réalisé de manière à s'engager derrière les éléments en saillie 22, 23 et 24 de la crémaillère de poussée 3 et à glisser sur ceuxci. Ce mode de réalisation permet d'obtenir un engrenage sûr entre la crémaillère de poussée 4 et le barbotin moteur 4 monté sur l'abatteuse-chargeuse 5.Le mode de réalisation décrit ci-dessus de l'engrenage forcé entre la crémaillère de poussée et le barbotin moteur ne délimite pas l'invention et cet engrenage forcé peut être réalisé par d'autres moyens. Pour diminuer l'usure du barbotin moteur et améliorer son engrenage avec la crémaillère de poussée, on peut doter le barbotin moteur d'un séparateur 26 (figure 3) réalisé sous la forme d'une bague montée sur le moyeu du barbotin moteur 4. Pour la commodité du montage et du démontage, les fuseaux extrêmes 11 et 12 (figure 4) peuvent etre fixés sur l'élément intermédiaire 10 à l'aide de goupilles fendues 27 et 28. Le support en porte-à-faux 9 peut être fix sur l'axe 8 aussi bien de manière rigide que de manière à pouvoir tourner autour de l'axe 8, à l'aide d'une bague en fil métallique 29, par exemple. L'abatteuse-chargeuse 5 (figure 1) en marche se déplace sur les éléments de guidage tubulaires 2. Son mouvement s'effectue grâce au fait que le barbotin moteur 4 relié au mécanisme d'avancement de l'abatteuse-chargeuse 5 est en prise avec la crémaillère de poussée 3 disposée le long de l'élément de guidage 2 dans le sens du mouvement de l'abatteuse-chargeuse 5. Grâce à cet engrenage à fuseaux du couple barbotin moteur-crémaillère de poussée 3, l'abatteuse-chargeusa 5 se déplace de manière continue sur l'élément de guidage 2. Lors d'une variation de l'hypsométrie de la couche, il se produit une flexion du train du convoyeur aux endroits de jonction de ses éléments. En môme temps, il se produit une flexion de l'élément de guidage 2 aux points de jonction articulée de ses portions. Il se produit alors égalemert une flexion de la crémaillère de poussée 3. La flexion de la crémaillere de poussée 3 se produit grâce à la rotation des sections voisines autour des fuseaux extrêmes 11 et 12 (figure- 4) disposés au même niveau que les autres fuseaux de la crémaillère de poussée 3 et à un pas d'espacement qui reste inchangé pendant les flexions de la crémaillere de poussée 3.C'est ainsi qu'en assurant un engrenage forcé de la crémaillère de poussée 3 (figure 1) et du barbotin moteur 4, on peut obtenir une prise sure de l'un sur l'autre pendant le déplacement de l'abatteuse-chargeuse dans une couche compliquée au point de vue hypsométrique. S'il faut faire tourner l'abatteusechargeuse autour de l'élément de guidage 2 (figure 2) par rapport à l'axe horizontal A, par exemple vers la nosition B ou C, on peut le faire facilement sans provoquer la séparation du barbotin moteur et de la crémaillère de poussée 3, grâce à la jonction articulée entre la crémaillère de poussée 3 et l'élément de guidage 2.Une telle rotation est souvent nécessaire lors d'une variation de l'angle de pendage de la couche, ou en cas d'obstacles inattendus dans la voie de déplacement de l'abatteuse- chargeuse, etc. De la sorte, l'invention permet d'augrnenter l'efficacité de la commande de l'abatteuse-chargeuse dans des couches d'une hypsométrique compliquée, d'améliorer la sécurité de fonctionnement du système d'avancement de l'abatteuse-chargeuse et d'augmenter la sécurité du travail du personnel du chantier d'abattage. L'invention peut être largement utilisée dans les complexes mécanisés destinés à l'exploitation des gisements de houille ou de schistes combustibles, ainsi que dans l'exploitation des minerais de métaux non ferreux ou de terres rares gisant dans des corps minéralisés à différents angles de pendage. L'invention peut également être appliquée dans les mécanismes d'avancement de différentes machines déplacées à l'aide d'un engrenage à crémaillère sur une surface ayant différents angles de pente. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentes qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemples. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsI que leurs combinai- sons, si celles-ci sont exécutes suivant son esprit et mises en oeuvre dans son cadre. REVENDICATIONS 1. Système d'avancement d'abatteuse-chargeuse comprenant un élément de guidage (2) qui est composé des portions tubulaires reliées entre elles de manière à pouvoir se déplacer d'une course limitée les unes par rapport aux autres, et sur lequel est montée une abatteusechargeuse (5) dotée d'un barbotin moteur (4) en prise avec une crémaillère de poussée (3) disposée le long de l'élé- ment de guidage (2) et formée par des sections qui sont reliées entre elles par des articulations réalisées sous la forme de flasques (6) reliés entre eux par des fuseaux (7) espacés avec un pas régulier et sur lesquelles engrène le barbotin moteur (4), caractérisé en ce que la crémail ladre de poussée (3) est reliée à l'élément de guidage (2) de manière à pouvoir tourner autour de lui à l'aide d'articulations disposées aux points de jonction des portions de l'élément de guidage (2) entre elles, et est en prise forcée avec le barbotin moteur (4). 2. Système d'avancement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les articulations sont formées par des axes (8) dont les extrémités sont introduites dans les portions tubulaires voisines de l'élément de guidage (2) de manière à pouvoir se déplacer d'une course limitée dans le sens axial, et par des supports en porte-à- faux (9) fixés sur la partie centrale des axes, les sections de la crémaillère de poussée (3) étant dotées d'éléments intermédiaires (10) servant à la liaison articulée des sections entre elles et reliés de manière rigide aux supports en porte-à-faux (9). 3. Système d'avancement selon la revendication 2, caractérisé en ce que les supports en porte-à-faux (9) sont reliés aux éléments intermédiaires (10) sur lesquels sont fixés les fuseaux extrêmes (11, 12) des sections voisines de la crémaillère de poussée (3) de manière à conserver entre eux le même pas de fuseaux (7) de la crémaillère de poussée (3) et que les sections puissent tourner autour d'eux.