Brevet FR2560284A1 — publié le 19850830

Chevalet de soutien l__n\o"Xke a c o-'>,tl + d V % 'u,L'invention concerne un chevalet de soutien mobile pour le soutien du toit dans des cavités souterraines, en particulier pour la protection des lignes de fracture lors de la récupération des piliers dans l'extraction du charbon, comportant mun chapeau soutenu contre un châassis de base par des étais pouvant se déployer hydrauliquement et par une transmission à lemniscate, les étais étant articulés au châssis de base et au chapeau. Il est connu de soutenir le chapeau d'un chevalet de soutènement contre le châssis de base au moyen d'étais hydrauliques et d'une transmission à lemniscate, la transmission lemniscate ayant pour effet que le chapeau soit dans une large mesure guidé verticalement quand on le soulève. Dans cette disposition connue, les étais sont inclinés les uns par rapport aux autres et par suite, bien que les étais soient articulés au châssis de base et au chapeau, un mouvement de pivotement des étais sous l'action de forces latérales, en charge, n'est pas possible ou seulement dans une mesure limitée. Il est vrai que par l'articulation pivotante des étais, la variation de l'angle est possible lorsque le chapeau monte. Toutefois, quand on fait coulisser latéralement le chapeau dans sa position de soutien, un étai allonge la distance entre chapeau et châssis de base tandis que l'autre étai diminue cette distance. Abstraction faite de cela, les structures connues ne sont utilisables que pour de petites hauteurs de toit. Or, en particulier dans le procédé à chambres et piliers, dans l'extraction du charbon, on envisage de très grandes hauteurs de toit avec lesquelles les chevalets de soutien connus ne sont pas utilisables. L'invention vise à fournir un chevalet de soutien qui soit utilisable mamre pour de grandes hauteurs de toit et qui, même dans le cas de grandes hauteurs de toit, puisse absorber des forces latérales. L'invention réside essen- tiellement dans le fait que les étais sont à peu près perpen- diculaires à la stratification et sont articulés au châssis de base et au chapeau de manière à pouvoir pivoter en tous sens et que,de préférence,il est prévu quatre étais qui, vus en plan, sont disposés aux sommets d'un rectangle, que la transmission à lemniscate est reliée avec possibilité de pivotement au châssis de base, transversalement au plan formé par les bras de lemniscate et qu'elle est soutenue de façon réglable contre une déviation et est reliée au chapeau de manière à pivoter en tous sens, que le chapeau peut être abaissé à une position de transport qui se trouve en dessous de la position de travail la plus basse et qu'un bras de lemniscate est articulé à une contrefiche de redres- sement de longueur variable dont l'autre extrémité est articulée en un point d'articulation relié au châssis de base et dont la longueur est maintenue inchangée dans la gamme de travail du chevalet de soutien et est accrue dans la position de transport. Etant donné que les étais sont à peu près perpendiculaires à la stratification, un pivotement des étais, en charge, hors de la position verticale, est possible sans variation notable de la distance entre chassis de base et chapeau de sorte qu'il peut être tenu compte de coulisse- ments du toit sans variation de la force de soutien. Oela est particulièrement avantageux dans la protection des lignes de fracture lors de la récupération des piliers. Lorsque quatre étais sont disposés en carré, un coulissement du chapeau dans toutes les directionssous l'action de forces latérales, est rendu possible. Par la transmission à lemniscate, un guidage vertical du chapeau lors de la pose est rendu possible. Contre les coulissements du toit dans la direction du plan des bras de lemniscate,ceux-ci sont soutenus par la contre- fiche de redressement. Il est tenu compte de coulissements du chapeau transversalement au plan des bras de lemniscate par le fait que les bras de lemniscate sont articulés au châssis de base de manière à pouvoir pivoter transversalement à leur plan et le chapeau est soutenu contre de tels coulis- sements par le fait que les bras de lemniscate sont soutenus de façon réglable contre un coulissement transversalement à leur plan. Par suite, on peut éviter une surcharge dans la direction transversale au plan des bras de lemniscate et le plan des bras de lemniscate peut aussi être rendu oblique, par le soutien réglable, selon la nature du toit. Etant donné que le chapeau est relié à la transmission à lemniscate de manière à pouvoir pivoter en tous sens, le chapeau peut s'appliquer correctement contre le toit. Etant donné que la longueur de la contrefiche de redressement est maintenue inchangée dans la gamme de travail du chevalet de soutien, un levage du chapeau. en direction verticale est rendu possible sans modification de la longueur de la contre- fiche de redressement et étant donne qu'en dehors de la gamme de travail du chevalet de soutien on peut augmenter la longueur du chevalet de soutien, une position de transport très basse du chapeau est rendue possible. Selon un mode d'exécution préférentiel de l'invention, la contrefiche de redressement est formée d'un vérin hydrau- lique muni de deux cavités de travail et qui est maintenu i 5 dans une position moyenne de longueur prédéterminée par le remplissage d'agent de pression des cavités de pression dans la gamme de travail du chevalet de soutien, les deux cavités de pression présentant des limiteurs de pression et pouvant être allongées pour atteindre la position de transport. Ainsi, avec le remplissement prédéterminé d'agent de pression des cavités de travail, on peut lever et abaisser le chevalet de soutien sans que cela nécessite une attention particulière de l'opérateur. Par les limiteurs de pression, on évite une surcharge de la transmission à lemniscate, en particu- lier par des forces latérales,en direction du plan des bras de lemniscate et un tel vérin permet,de façon simpled'allon- ger cette contrefiche hydraulique de redressement pour atteindre une position de transport basse du chapeau. Cela peut être obtenu de façon simple par le fait que la cavité de travail du vérin hydraulique,qui est opposée à la tige de piston est reliée à la cavité de travail du piston d'un cylindre de mesure. En faisant passer l'agent de pression de ce cylindre de réserve à la cavité de travail du vérin formant la contrefiche de redressement, on peut établir une position moyenne du vérin formant la contrefiche de redresse- ment, dans laquelle la course verticale du chapeau est assurée. Par une telle position moyenne, il faut entendre non pas la position moyenne géométrique du piston dans le vérin, mais simplement une position en partant de laquelle un mouvement du piston de ce vérin est possible dans-les deux sens, afin que la contrefiche de redressement ne puisse pas céder en cas de surcharge dans les deux sens, de l'agent de pression sortant précisément de la cavité de travail considérée, en passant par un limiteur de pression. Tle volume d'absorption du cylindre -de réserve peut être réglé par le piston,de sorte qu'une quantité déterminée de l'agent de pression est introduite dans la o avité de travail du vérin formant la contrefiche de redressement et qui assure la position consi- dérée du piston. Toutefois, selon l'invention, le volume d'absorption total du cylindre de mesure est égal au volume de la cavité de travail du vérin qui est opposée à la tige de piston, quand le vérin est dans la position moyenne de longueur prédéterminée, de sorte que le réglage de la position moyenne du piston du vérin formant la contrefiche de redressement est simplifié. Un mode d'exécution préférentiel de l'invention est caractérisé par le fait que la transmission à lemniscate est rigide latéralement, transversalement au plan des bras de lemniscate, que la transmission à lemniscate est soutenue des deux côtés transversalement au plan des bras de lemniscate par des vérins et que les cavités de travail des vérins peuvent être alimentées à volonté en agent de pression et présentent des limiteurs de pression. Par suite de la rigi- dité latérale, même dans le cas de grandes hauteurs de toit, la transmission à lemniscate peut donc absorber des forces latérales agissant transversalement au plan des bras de lemniscate, puisque de tels vérins permettent de grandes forces de soutien. Par suite de l'amenée à volonté d'agent de pression aux cavités de travail de ces vérins, on peut régler le plan des bras de lemniscate conformément aux conditions exigées et les limiteurs de pression évitent des surcharges de la transmission à lemniscate dans cette direction trans- versale. Un mode d'exécution avantageux est caractérisé par le fait qu'au châssis de base est articulé, de manière à pouvoir pivoter transversalement au plan des bras de lemniscate, un châssis pivotant auquel sont articulés le bras inférieur de lemniscate et la contrefiche de redressement, que le châssis pivotant et les bras de lemniscate snt reliés entre eux de façon rigide latéralement, transversalement au plan des bras de lemniscate et que les vérins agissant transversalement au plan des bras de lemniscate s'appliquent au chassis pivo- tant. De cette manière, on obtient un ensemble rigide latéra- lement et étant donné que la contrefiche de redressement s'applique aussi au châssis pivotant, le réglage de la contre- fiche de redressement n'est pas modifié lors d'un pivotement latéral de la transmission à lemniscate. Selon un mode d'exeécution avantageux de l'invention, le chassis de base peut rouler sur des chenilles et présente un entraînement pour les chenilles et pour l'entra nement des chenilles peut être prévue une commande à distance. De cette manière, il est plus facile de transférer le chevalet de soutien d'u-an lieu d'utilisation à l'autre. Quand on utilise le chevalet de soutien pour la protection des lignes de fracture dans le procédé à chambres et à piliers, on risque qu'après la récupération des piliers, le toit ne s'écoule partiellement. Grâce à la commande à distance, il devient possible d'éloigner les opérateurs de la zone de danger. Le chevalet de soutien selon l'invention permet de faire face à de très grandes hauteurs de toit. Un chevalet de soutien de ce genre peut par exemple faire face à des hauteurs de travail de 4 à 6,5 m, le chapeau pouvant alors, dans la position de travail, être amené en dessous de la plus petite hauteur de travail. Les dessins expliquent schématiquement l'invention à propos d'exemples d'exécution. Les figures 1, 2 et 3 montrent le chevalet de soutien, la figure 1 étant une élévation latérale, la figure 2 une vue de dessous avec arrachement partiel, et la figure 3 une vue de dessus avec arrachement partiel. Les figures 4, 5 et 6 représentent différents modes d'exécution de la contrefiche de redressement. Le châssis de base 1 peut rouler sur des chenilles 2, Par des étais hydrauliques3 disposés aux quatre sommets d'un rectangle et par une transmission à lemniscate 4, le chapeau est soutenu sur le châssis de base. Les étais 3 sont sou- tenus sur le châssis de base 1 au moyen de joints à rotule 6 et sur le chapeau 5 au moyen de joints à rotule 7 et par suite, peuvent pivoter en tous sens hors de la position verticale représentée. Etant donné que ces étais 3 sont dispo- sés verticalement, lors d'un coulissement horizontal du chapeau , qui pourrait être causé par un glissement de terrain au toit, la distance verticale entre le chapeau 5 et le châssis de base ne varie pas, ou seulement de façon négligeable. Les étais 3 sont munis, de façon usuelle, d'un limiteur de pression ou d'une valve de coup de terrain, non repré- sentés. la transmission à lemniscate présente un bras supérieur de lemniscate 8 et un bras inférieur de lemniscate 9 qui sont reliés entre eux par une articulation 10. Au bras supérieur de lemniscate 8 est articulée en 11 une contrefiche de mdres- sement 12 qui est formée par un vérin. L'autre extrémité de cette contrefiche 12 est reliée à un point d'articulation 13 reliée au chassis de base. Le bras supérieur de lemniscate est relié au chapeau 5, de manière à pouvoir pivoter en tous sens, par une articulation à cardan 14. Au châssis de base 1 est relié, de manière a pouvoir pivoter autour d'un axe 21 transversal au plan des bras de lemniscate 8 et 9, un châssis pivotant 20 formé de contre- fiches 15, 16, 17, 18 et 19. Les bras de lemniscate 8 et 9 sont larges et donc rigides latéralement et de même, le châssis pivotant 20 est aussi rigide latéralement. Ainsi, toute la transmission à lemniscate 4, avec le châssis pivo- tant 20, forme un ensemble rigide latéralement, transversalement au plan des bras de lemniscate 8, 9. Cet ensemble est soutenu transversalement au plan des bras de lemniscate par des vérins 23 et 24 qui sont articulés au chassis pivotant 20 en 25 et au châssis de base 1 en 26. Ces vérins 23 et 24 présentent des limiteurs de pression non représentés de sorte que la transmission à lemniscate 4 peut, en même temps que le châssis pivotant 20, céder de façon limitée à une surcharge, trans- versalement au plan des bras de lemniscate 8, 9. les vérins 23, 24 présentent en outre des amenées d'agent de pression, non représentées également, munies de valves pouvant être manoeuvrées à volonté de sorte quequand le mur est oblique, la transmission à lemniscate 4, avec le châssis pivotant ,peut être placée obliquement relativement au châssis de base 1. Le chevalet de soutènement est représenté sur le dessin dans la position de déploiement maximal. Sur une région de travail a, on peut abaisser le chapeau jusqu'à la position 5' indiquée en tireté. Sur la course a, il faut que la longueur de la contrefiche de redressement 12 reste inchangée pour permettre le mouvement vertical du chapeau par l'intermédiaire de la transmission à lemniscate 4. En outre, on peut abaisser le chapeau 5 à une position de trans- port 5", les étais 3 arrivant à la position 3" et les bras de lemniscate 8 et 9 aux positions 8" et 9". La contrefiche de redressement 12 arrive alors à la position 12", la tige de piston 27 étant déployée à la position 27". Dans la région de travail a, il faut que la contrefiche 12, conçue sous forme de vérin, garde la même longueur b inchangée. A cet effet, les figures 4, 5 et 6 montrent diffé- rents modes d'exécution. La figure 4 montre un mode d'exécution dans lequel, dans le cylindre 28 du vérin formant la contrefiche de redres- sement 12, est guidé un piston 29 muni d'une tige de piston 30. Les deux points d'articulation sont à nouveau désignés par 11 et 13. La cavité de travail de gauche 31 est reliée à la cavité de travail 32 d'un cylindre de mesure 33. La cavité de travail 32 est limitée par un piston 34. La position extrême du piston 29 vers la gauche est désignée par 29'. Le volume d'absorption de la cavité de travail 32, dans la position à droite du piston 34, correspond au volume de refoulement dans la cavité de travail 31 quand le piston est amené de la position représentée en trait plein 29 à la position 29'. En faisant coulisser le piston 34 à sa position extrême vers la gauche, on remplit la cavité de travail 31, par l'inter- médiaire du tuyau 35 et le piston est amené, de la position 29' indiquée en tireté, à la position 29. Dans cette position moyenne, le piston 29 enferme un volume d'agent de pression dans la cavité de travail 31 et un volume d'agent de pression dans la cavité de traval 36. Dans cette position moyenne, la distance entre les points d'articulation 11 et 13 est 1o. Dans cette position lM,le piston 29 se trouve dans la région de travail a. A la cavité de travail 31 est relié un limiteur de pression 37 et à la cavité de travail 36 un limi- teur de pression 38. En cas de surcharge dans l'un ou l'autre sens, le limiteur de pression 37 ou 38 refoule de l'agent de pression vers le réservoir non représenté tandis que chaque fois, dans l'autre cavité de travail, de l'agent de pression est aspiré du réservoir en passant par une valve de non retour 39, 40. Quand il y a lieu d'amener le chapeau 5 à la position de transport 5", le limiteur de pression 38 s'ouvre et de l'agent de pression reflue de la cavité de travail 36 au réservoir et en passant par la valve anti-retour 40, de l'agent de pression est amené à la cavité de travail 31, de sorte que la longueur 10 est accrue à la longueur maximale de déploiement. Dans la disposition selon la figure 5, le piston 41 se trouve dans la position moyenne, oh les articula- tions 13 et 11 présentent à nouveau la distance lo. De part et d'autre du piston 41 se trouvent les oavités de travail 31 et 36. la position du piston est déterminée par un transmetteur 42 de la tige de piston 30 et un capteur 43. Une pompe 44 remplit la cavité de travail 36 par l'intermédiaire d'un tuyau 45 et d'une valve anti-retour 46. La pompe 44 est actionnée par un appareil de commande 47, tant que le capteur 43 indique la position correcte du piston. Par le limiteur de pression 48 qui est ouvert, de l'agent de pression peut sortir de la cavité de travail 31. Ensuite, le limiteur de pression 48 se ferme et ne joue plus que le r8le de limiteur de pression. A la cavité de travail 36 est également raccordé un limiteur de pression 49. Ainsi, le piston peut maintenant seulement céder vers la droite ou vers la gauche dans la région de travail a lorsqu'il apparaît une surcharge et chaque fois, dans l'autre cavité de travail, de l'agent de pression peut entrer en passant par une valve anti-retour 50, 46. Quand il y a lieu d'amener le chapeau 5 à la position de transport 5", on amène de l'agent de pression à la cavité 31 par la valve anti-retour 50. Dans le mode d'exécution de la figure 6, le cylindre 51 est subdivisé par une cloison 52. Dans la position lo, un piston 53, qui est relié à l'articulation 11 par une tige de piston 54, est appliqué contre la cloison 52. Un deuxième piston 55 est relié à l'articulation 13 par une tige de piston 56 et est appliqué contre la paroi 57 du cylindre 51. la tige de piston 56 passe de façon non étanche à travers la paroi 57 du cylindre. Si, maintenant, il se produit une surcharge dans le sens d'une diminution de la distance lo, le piston 55 s'erfonce dans la cavité de travail 58 et de l'agent de pression s'écoule au dehors par un limiteur de pression 59. Quand il se produit une surcharge dans le sens d'une a:igmentation de la distance 0lo, le piston 53 est attiré dans la cavité de travail 60 et de l'agent de pression sort par un limiteur de pression 61, de l'agent de pression pouvant entrer, par une valve anti-retour, dans l'espacement entre la cloison 52 et le piston 53. Quand il y a lieu d'abaisser le chapeau à la position detrawport 5", de l'agent de pression est introduit par le limiteur de pression 62 dans l'espacement entre la cloison 52 et le piston 53 de sorte que la tige de piston 54 est entièrement poussée à l'extérieur. A la cavité de travail 58 est raccordée une valve anti-retour 65 s'ouvrant en direction de la cavité de travail et par l'intermédiaire de laquelle on peut introduire de l'agent de pression pour amener le piston 55 à la position extrême vers la gauche. PEVEND ICATIOiNS 1.- Chevalet de soutien mobile pour le soutien du toit dans des cavités souterraines, en particulier pour la protection des lignes de fracture lors de la récupération des piliers dans l'extraction du charbon, comportant un chapeau soutenu contre un châssis de base rar des étais pouvant se déployer hydrauliquement et par une transmission à lemniscate, les étais étant articulés au châssis de base et au chapeau, chevalet caractérisé par le fait que les étais (3) sont à peu près perpendiculaires à la stratification et sont articulés au châssis de base (1) et au chapeau (5) de manière à pouvoir pivoter en tous sens et que de préférence il est prévu quatre étais qui, vus en plan, sont disposés aux sommets d'un rectangle, que la transmission à lemniscate (4) est reliée avec possibilité de pivotement au châssis de base (1), transversalement au plan formé par les bras de lemniscate (8, 9) et qu'elle est soutenue de façon réglable contre une déviation et est reliée au chapeau (5) de manière à pivoter en tous sens, que le chapeau (5) peut être abaissé à une position de transport qui se trouve en dessous de la position de travail la plus basse et qu'un bras de lemniscate (8) est articulé à une contrefiche de redressement (12) de longueur variable dont l'autre extrémité est articulé en un point d'articulation (13) relié au châssis de base (1) et dont la longueur (b) est maintenue inchangée dans la gamme de travail (a) du chevalet de soutien et est accrue dans la position de transport (figure 1). 2.- Chevalet selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la contrefiche de redressement (12) est formée d'un vérin hydraulique muni de deux cavités de travail (31, 36) et qui est maintenu dans une position moyenne de longueur prédéterminée par le remplissage d'agent de pression des cavités de pression dans la gamme de travail (a) du chevalet de soutien, les deux cavités de pression (31, 36) présentant des limiteurs de pression (37, 38) et pouvant être allongées pour atteindre la position de transport (5").(Figures 4 et 5). 3.- Chevalet selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la cavité de travail (31) du vérin hydraulique qui est opposée à la tige de piston (30) est reliée à la cavité de travail (32) du piston (34) d'un cylindre de mesure (33) (figure 4). - 4.- Chevalet selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le volume total d'absorption du cylindre de mesure (33) est égal au volume de la cavité de travail (31) du vérin qui est opposé à la tige de piston (30), dans la position moyenne de longueur prédéterminée de celui-ci (figure 4). 5.- Chevalet selon l'une des revendications 1 à 4p caractérisé par le fait que la transmission à lemniscate (4) est rigide latéralement, transversalement au plan des bras de lemniscate (8, 9), que la transmission à lemniscate (4) est soutenue des deux etés transversalement au plan des bras de lemniscate (8, 9) par des vérins (23, 24) et que les cavités de travail des vérins (23, 24) peuvent 8tre ali- mentées à volonté en agent de pression et présentent des limiteurs de pression (figure 3). 6.- Chevalet selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait qu'au châssis de base (1) est artieulé, de manière à pouvoir pivoter transversalement au plan des bras de lemniscate (8, 9), un châssis pivotant auquel sont articulés le bras inférieur de lemniscate (9) et la contrefiche de redressement (12), que le châssis pivotant (20) et les bras de lemniscate (8, 9) sont reliés entre eux de façon rigide latéralement, transversalement au plan des bras de lemniscate (8, 9) et que les vérins (23, 24) agissant trans- versalement au plan des bras de lemniscate (8, 9) s'appliquent au châssis pivotant (20) (figure 3). 7.- Chevalet selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que le châssis de base -(1) peut rouler sur des chenilles (2) et présente un entraînement pour les chenilles (2) (figure1, 2 et 3). 8.- Chevalet selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que pour l'entraînement des chenilles (2) est prévue une commande à distance.