Brevet FR2576059A2 — publié le 19860718

FR 2576059 A2 19860718 FR 8500358 A 19850111 Dispositif de commande des vérins de chapeaux coulissants d'unités de soutènements marchants hydrauliques. La présente invention concerne un dispositif de commande des vérins de chapeaux coulissants d'unités de soutènements marchants hydrauliques en fonction des vérins de ripage déplaçant une butée d'avance, comportant un piston de dosage qui s'appuie-au fond du vérin de ripage, coulissant dans une chambre de dosage de la tige de piston, une liaison hydraulique de la chambre de dosage avec une chambre de dosage située dans le piston du ou des vérins de chapeaux coulissants, un poussoir coulissant dans la chambre de dosage qui commande une soupape d'arrêt placée dans une conduite d'amenée de fluide sous pression à la chambre du vérin de chapeaux coulissants, placée au fond du vérin de chapeau coulissant, et un dispositif à soupape permettant de rétracter et de faire sortir le vérin de ripage. Un tel dispositif de commande fait l'objet du brevet principal (83-20 453). Le dispositif de commande fonctionne en commande synchronisée où le chapeau couli.s- sant sort contre le front de taille, lorsque la butée d'avance, en général le convoyeur de taille, avance, dans la même mesure que celle dans laquelle la butée d'avance se déplace vers le front de taille. Lors de la progression de la butée d'avance, le piston de dosage du vérin de ripage sollicite hydrauliquement le poussoir coulissant librement dans la tige du piston du vérin de chapeau coulissant correspondant, poussoir qui commande lui-même la soupape d'arrêt placée au fond du vérin de chapeau coulissant, par l'intermédiaire de laquelle le vérin de chapeau coulissant reçoit du fluide hydraulique sous pression lorsqu'il sort.La soupape d'arrêt est donc actionnée par le poussoir dans le sens d'ouverture, et il y a une corrélation entre la course du piston de dosage du vérin de ripage et la course du piston du vérin de chapeau coulissant, dans le sens d'une commande synchro nisée. On obtient, selon le brevet principal (83 - 20 453) une disposition simple et d'un fonctionnement sûr, lorsque le poussoir attaquant le piston du vérin de chapeau coulissant peut coulisser librement dans le vérin de chapeau coulissant et coopère avec un organe d'actionnement, par exemple un poussoir ou analogue, de la soupape d'arrêt, qui se trouve sur le trajet de poussée du poussoir et fait irruption du fond du vérin de chapeau coulissant dans la chambre.La conduite de liaison hydraulique qui relie la chambre de dosage du vérin de ripage à chambre de dosage du vérin de chapeau coulissant peut être branchée, par l'interme- diaire d'une soupape de retenue, sur une conduite à basse pression par laquelle la chambre de dosage est remplie du fluide hydraulique sous pression. L'invention a pour objet de perfectionner et d'indiquer d'autres conformations du dispositif de commande selon le brevet principal précité, notamment en ce qui concerne sa sécurité de fonctionnement. On doit empêcher, dans ce contexte, que le soutènement marchant puisse être déplacé, alors que le chapeau coulissant est bloque, c' est-à-dire pas ou pas entièrement rétracté. Dans le cas d'une telle défaillance, le chapeau coulissant bloqué passerait, lors du déplacement du soutènement marchant, dans la zone de travail d'une machine d'abattage se déplaçant le long du front de taille et serait à l'origine d'un risque de collisions dangereuses avec la machine d'abattage. Pour atteindre cet objectif, selon l'invention, le dispositif de commande est réalisé sous la forme d'une commande inverseuse qui, lorsque la pression est appliquée au vérin de ripage dans le sens tendant à faire progresser le soutènement, commande ce processus en fonction de la rétraction du chapeau coulissant. La commande inverseuse inverse la fonction de commande lorsque le déplacement du soutènement commence, c'est-à-dire que le déplacement du soutènement a lieu à présent en fonction de la rétraction du chapeau coulissont. Si celui-ci est bloqué, la progression du soutènement est immédiatement arrêtée ou interrompue, de sorte que, dans le cas de cette perturbation, le chapeau coulissant ne peut avancer dans une position dans laquelle il pourrait entrer en collision avec la machine d'abattage qui passe devant. On peut réaliser la commande inverseuse selon l'invention de façon simple et avec un fonctionnement sûr à l'aide d'une soupape deverrouillagepilotée hydrauliquement, disposée dans la conduite sous pression aboutissant à la chambre du vérin de marche, et dont la conduite de pilotage est branchée sur le système de commande formé par la chambre de dosage du vérin de ripage et la chambre de dosage du vérin de chapeau coulissant.De préférence, la conduite sous pression indiquée comporte une ramification bifurquant avant la soupape de verrouillage, aboutissant à la chambre annulaire du vérin de chapeau coulissant, par l'intermédiaire de laquelle, lorsque le déplacement du soutènement est déclenché, la chambre annulaire du ou des vérins de chapeau coulissant reçoit d'abord du fluide hydraulique sous pression, avant que le vérin de ripage soit branché sur la conduite sous pression, par ouverture de la soupape de verrouillage pilotée hydrauliquement. I1 est, en outre, recommandé de prévoir une conduite de dérivation shuntant la soupape de verrouillage pour l'alimentation résiduelle de la chambre du vérin de ripage, lorsque le vérin de chapeau coulissant est rétracté.Dans cette conduite de dérivation se trouve une soupape d'arrêt qui s'ouvre automatiquement, une fois que le vérin de chapeau coulissant s'est rétracté. La soupape d'arrêt est, de façon appropriée, disposée au fond du vérin de chapeau coulissant, sur l'un des vérins, de sorte qu'elle peut êtreactionnée dans le sens d'ouverture par le piston rétracté de ce vérin de chapeau coulissant. On va décrire à présent l'invention, au moyen d'un exemple d'exécution non limitatif de l'invention, représenté sur le dessin annexé sous forme de schéma de montage hydraulique. Le vérin de ripage 1 représenté sur le dessin et le ou les vérins de chapeau coulissant 2 sont rattachés à une même unité de soutènement, par exemple un bouclier de soutènement, une pile de soutènement, etc., comme le montre, à titre d'exemple, la figure 1 de la DE-OS 30 02 818. Le vérin de ripage 1 sert à déplacer le convoyeur de taille ou une autre butée d'avance tandis que le vérin de chapeau coulissant 2 est utilisé pour faire avancer un chapeau coulissant pouvant sortir, en tant que rallonge, contre le front de taille, qui est placé sur le chapeau principal étançonné de l'unité de soutènement. Dans le montage représenté, on part du fait que le vérin de ripage 1 est, de façon connue, intégré dans la tringlerie de guidage de l'unité de soutènement de telle façon que, lorsque la pression lui est appliquée dans le sens de rétraction, il déplace le convoyeur ou une autre butée d'avance par l'intermédiaire de la tringlerie de guidage vers le front de taille et, lorsque la pression lui est appliquée dans le sens de sortie, il entraîne l'unité de soutènement en utilisant le convoyeur comme butée de-déplacement. Le vérin de ripage 1 jouant en même temps le rôle de vérin de marche pour l'unité de soutènement correspondante, comprend un élément cylindrique 3 et le piston 4 qui y coulisse, avec sa tige 5 réalisée sous la forme d'une tige creuse et constituant en même temps le cylindre de dosage pourvu de la chambre de dosage 6 dans laquelle coulisse un piston de dosage 7. Le piston de dosage 7 pénètre dans le piston 4 de façon étanche et il s'appuie centralement au fond 8 de l'élément cylindrique 3. Il est, de façon appropriée, relié rigidement au fond 8 du cylindre. La chambre de dosage axiale 6 est reliée, par l'intermédiaire drun conduit axial 9 de diamètre étagé, à l'extrémité libre de la tige de piston 5 et elle se raccorde à une conduite de commande hydraulique 10. Le vérin de chapeau coulissant (ou chacun d'entre eux) 2 comprend une partie cylindrique 14 et la tige 15 qui y coulisse, dont la tige 16 est reliée au chapeau coulissant- (non représenté). La tige de piston 16 comporte un conduit axial qui constitue une chambre de dosage 17 dans laquelle coulisse un piston flottant, qui est ici le poussoir désigné par la référence 18, qui pénètre de façon étanche dans le piston 15 et pénètre dans la chambre 19 du vérin de chapeau coulissant. La chambre de dosage 17 est reliée, par l'intermédiaire d'un conduit axial 20 à diamètre étagé, à la conduite de commande 10. La chambre de dosage 6 du vérin de ripage 1 et la chambre de dosage 17 du vérin de chapeau coulissant 2 sont, par suite, en liaison hydraulique permanente par l'intermédiaire de la conduite de commande 10. Dans le fond 21 du vérin de chapeau coulissant 2 ou de l'un d'entre eux se trouve une soupape d'arrêt 22 qui est constituée par une soupape de retenue à boulet. La soupape d'arrêt 22 est maintenue en position d'arrêt par la pression régnant dans la conduite sous pression 23 -et par la force d'un ressort de soupape 34. Elle est écartée de son siège, contre ces forces de fermeture, au moyen d'un petit poussoir 24 ou analogue, pénétrant dans la chambre 19, pour permettre à la chambre.9 de recevoir du fluide hydraulique sous pression par la conduite sous pression 23 et, par suite, de faire sortir le vérin de chapeau coulissant pour faire avancer le chapeau coulissant vers le front de taille. La soupape d'arrêt 22 est commandée par le poussoir en forme de piston 18 qui agit sur le poussoir 24 ou un autre organe d'actionnement de la soupape d'arrêt 22. Au vérin de ripage 1 est rattachée une soupape de commande 25 pouvant être actionnée à la main et/ou au moyen de la commande de soutènement respective. La soupape de commande 25 est reliée, au côté entrée-, à la conduite hydraulique sous pression P, une conduite à basse pression ND et la conduite de retour R et, du côté de sortie, par des conduites 26 et 27, aux deux chambres 28 et 29 du vérin de ripage 1. Une autre soupape de commande 30 correspond au vérin de chapeau coulissant 2 ou au groupe de vérins de chapeau coulissant. Elle est reliée, du côté entrée, à la conduite sous pression P et à la conduite de retour R et, du caté de sortie, par l'intermediaire-des conduites 31 et 32, aux chambres 19 et aux chambres annulaires 33 des vérins de chapeau coulissant. Dans l'exemple d'exécution représenté, un seul des vérins de chapeau coulissant 2 comporte une soupape a'arrêt 22, un poussoir de piston 18 et un raccordement avec la conduite de commande 10. Dans la conduite 23 reliant la soupape d'-arrêt 22 à la conduite sous haute pression P, une soupape de verrouillage 35 et une soupape de verrouillage 36 sont placées l'une à la suite de l'autre. La soupape de verrouillage 35 est constituée par une soupape mise en circuit commandée hydrauliquement, qui est soumise à la force de fermeture d'un dispositif à ressort 37 et ferme normalement la conduite d'amenée de fluide sous pression 23. La soupape de verrouillage 35 est reliée, parue ramification 10' à la conduite de commande hydraulique 10. La soupape de mise en circuit 36 est constituée, par exemple, par un poussoir 39 au moyen duquel elle peut passer, contre la force ae rappel d'un ressort de fermeture 40, dans la position ae commutation représentée, dans laquelle elle ne ferme pas la conduite d'amenée de fluide sous pression 23. Le poussoir se trouve en butée avec un composant 41 ae l'unité de soutènement, par exemple son -bouclier ou son chapeau. On fait en sorte que le passage par la soupape de verrouillage 36 soit ouvert, tant que le chapeau coulissant correspondant au vérin 2 ne présente pas une inclinaison exagérée par rapport au mur, pour laquelle on risque qu'une machine d'abattage longeant le front de taille vienne heurter le chapeau coulissant incliné.Lorsqu'un angle d'inclinaison prédéterminé est dépassé, le poussoir 39 est débloqué sur un retrait 42 du composant correspondant (chapeau ou bouclier), de sorte que la soupape de verrouillage 36 passe, sous l'action de la force de rappel de son dispositif à ressort 40, dans la position de fermeture dans laquelle elle ferme la conduite d' amenée de fluide sous pression 23 et empêche, par suite, le ou les vérins de chapeau coulissant 2 et le chapeau coulissant correspondant de sortir. La conduite de sortie 32 de la soupape de commande 30 est reliée, par l'intermédiaire d'une soupape à deux voies 52, aux conduites de raccordement des chambres annulaires 33 des vérins de chapeau coulissant 2. En outre, la conduite 26 de la soupape de commande 25 est reliée à la soupape à deux voies. Dans la conduite 26 aboutissant à la chambre 28 du vérin de ripage 1 se trouve une soupape de verrouillage 61 pilotée hydrauliquement, dont la conduite de pilotage 62 est reliée au système de commande des conduites de commande 10, 10'. La soupape de verrouillage 1 est shuntée par une conduite de dérivation sous pression 63, 64 dans laquelle se trouve une soupape d'arret 65 placée au fond 21 de l'un des vérins de chapeau coulissant 2 et dont l'obturateur 66 soumis à l'action d'un ressort peut être écarté de son siège par un organe d'actionnement, ici un poussoir 67 pénétrant dans la chambre 19, pour ouvrir la liaison des conduites 63 et 64. Lorsque la soupape de commande 25 passe de la position zéro représentée à la position de commutation A, la chambre annulaire 29 du vérin de ripage i est reliée, par la conduite 27, à la conduite à basse pression ND et la chambre 28 de ce vérin est reliée, par la conduite 26, à la conduite de retour R. Lorsque le piston 4 du vérin de ripage 1 est sollicité dans la direction de rétraction, il s'établit dans la chambre de dosage 6 et, par suite, dans le système de commande 10, 10', une pression de commande, avec pour conséquence que le poussoir en forme de vérin 18 sollicité par la pression de commande ouvre la soupape d'arrêt 22. En même temps, la soupape de verrouillage 35 commute également, par l'intermédiaire de la conduite de pilotage 10'.Les chambres 19 des vérins de chapeau coulissant 22 sont, par suite, reliées par la conduite 23 à la conduite sous pression-P, de sorte que le chapeau coulissant sort. Lorsque les vérins de chapeau coulissant sortent, la pression dans le système de commande 10, 10' rediminue, de sorte que la soupape de verrouillage 35, ainsi donc que la soupape d'arrêt 22, se referment. Le piston 4 du vérin de ripage 1 continuant à se rétracter, le processus décrit precédemment recommence, ce qui a pour résultat que les vérins de chapeau coulissant, commandés avec le chapeau coulissant, sortent dans la mesure où le vérin de ripage 1 se rétracte ou que la butée d'avance (convoyeur de taille) avance vers le front de taille. Les vérins de chapeau coulissant sont donc commandés, en fonction de la course du vérin de ripage 1, pour déplacer. la butée d'avance. S'il règne dans le système de commande 10, 10' une pression de commande, celle-ci agit également sur la soupape de verrouillage 61 qui s'ouvre donc, pour réaliser la liaison de la chambre 28 du vérin de ripage 1 avec la conduite de retour R. Pour déplacer l'unité de soutènement marchant, c'est-à-dire l'entrainer en direction du front de taille, on fait passer la soupape de commande dans la position de commutation B, de sorte que la conduite 26 est reliée à la conduite sous pression P et les conduites 27 à la conduite de retour R. La liaison entre la conduite 26 et la chambre 28 du vérin de ripage 1 est cependant d'abord interrompue par la soupape de verrouillage 61. La conduite 26 est reliée, par la soupape à deux voies 52 ouverte sur elle, à la conduite 32 qui aboutit aux chambres annulaires 33 des vérins de chapeau coulissant 2. Les vérins 2 se rétractent, ce qui veut dire que le chapeau coulissant se rétracte.Le liquide sous pression qui se trouve dans les chambres 19 des vérins 2, s'écoule dans la conduite de retour R, par la conduite 31 et une soupape de retenue 68 pilotée hydrauliquement, ainsi que par l'intermédiaire de la conduite de commande 30. Lorsque les vérins de chapeau coulissant se rétractent, il s'établit dans la chambre de dosage 17 et, par suite, dans le système de commande 10, 10', une pression de commande qui agit, par l'intermédiaire de la conduite de pilotage 62, sur la soupape de verrouillage 61 et l'ouvre, ce qui ouvre la liaison entre la conduite sous pression 26 et la chambre 28 du vérin de ripage 1. Le vérin de ripage peut alors sortir, le fluide hydraulique sous pression se trouvant dans la chambre annulaire 29 du vérin du ripage 1 s'écoulant dans la conduite de retour R par la conduite 27. On voit que le vérin de ripage 1 ne peut sortir que lorsque le ou les vérins de chapeau coulissant sont rétractés et produisent, par suite, dans le système de commande 10, 10', une pression de commande qui ouvre la soupape de verrouillage 61. En conséquence, la sortie du vérin de ripage 1 a lieu en fonction de la rétraction du ou des vérins de chapeau coulissant, tandis que, lors du déplacement de la butée d'avance (convoyeur de taille), inversement, la sortie des vérins de chapeau coulissant a lieu en fonction de la rétraction du vérin de ripage. En conséquence, la soupape de verrouillage pilotée hydrauliquement 61 permet de réaliser une commande d'inversion qui inverse la corrélation entre les vérins 1, 2 reliés par la commande de synchronisation, de telle façon que le vérin de commande devient le vérin commandé. Dès que le ou les vérins de chapeau coulissant 2 se rapprochent de leur position entièrement rétractée, l'impact du piston sur le poussoir 67 ouvre la soupape d'arrêt 66, de sorte que, par la conduite de dérivation 63, 64, la chambre 28 du vérin de ripage 1 reçoit du fluide hydraulique sous pression en contournant la soupape de verrouillage 61. Ainsi, le vérin de chapeau coulissant 2 étant entièrement rétracté, le vérin de ripage 1 peut encore parcourir une course résiduelle, bien qu'il ne règne pas de pression de commande dans le système 10, 10' et que, par conséquent, la soupape de verrouillage 61 soit fermée. Le -dispositif de commande décrit précédemment est indépendant des volumes des chambres annulaires du vérin de ripage ou des vérins de chapeau coulissant. Il n'est donc pas nécessaire que les chambres annulaires aient le même volume. En outre, la conduite de dérivation 63, 64 dans laquelle est montée la soupape d'arrêt 66 garantit qu'indépendamment des différentes cylindrées, le vérin de ripage peut effectuer toute sa course, même pendant la sortie. Le système de commande décrit peut être utilisé, non seulement dans le système représenté sur le dessin avec un vérin de ripage dit "intégré", mais également dans le cas d'un système également connu, sans vérin deripage intégré. En raison de l'indépendance vis-à-vis du volume des vérins indiqués, le piston de dosage 7-et le poussoir 18 jouent le rôle de simples pistons de commande et les chambres 6 et 17 le rôle de vérins de commande. REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande des vérins de chapeau coulissant d'unités de soutènement marchants hydrauliques en fonction des vérins de ripage déplaçant une butée d'avance, comportant un piston de dosage s'appuyant au fond du vérin de ripage, coulissant dans une chambre de dosage de la tige de piston, une liaison hydraulique entre la chambre de dosage et une chambre de dosage située dans le piston du ou des vérins de chapeau coulissant, un poussoir coulissant dans la chambre de-dosage qui commande une soupape d'arrêt placée dans une conduite d'amenée de fluide sous pression à la chambre du vérin de chapeau coulissant, placée au fond du vérin de chapeau coulissant, et un dispositif à soupapes permettant de rétracter et de faire sortir le vérin de ripage, selon la revendication 1 du brevet principal, caractérisé par une commande d'inversion qui, lorsque la pression est appliquée au vérin de ripage (1) dans le sens tendant à faire progresser le soutènement, commande ce processus en fonction de la rétraction du chapeau coulissant. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la commande d'inversion comporte une soupape de verrouillage (61) pilotée hydrauliquement, placée dans la conduite sous pression (26) aboutissant à la chambre (28) du vérin de ripage (1} et dont la conduite de pilotage (62) est reliée au système de commande manométrique formé par la chambre de dosage (6) du vérin de ripage (1) et la chambre de dosage (17) du vérin de chapeau coulissant (2). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite conduite sous pression (26) comporte un embranchement dont le point de départ est situé avant la soupape de verrouillage (61), aboutissant à la chambre annulaire (33) du vérin de chapeau coulissant (2). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite conduite sous pression (26) est reliée, par l'intermédiaire d'une soupape à deux voies (52), à la conduite sous pression (32) aboutissant à la chambre annulaire (33) du vérin de chapeau coulissant (2). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte une conduite de dérivation sous pression (63, 643 shuntant la soupape de verrouillage (61) pour l'alimentation résiduelle de la chambre (28) du vérin de ripage (1), lorsque le vérin de chapeau coulissant (2) est rétracté, et en ce qu'une soupape arrêt (65), qui s' ouvre automatiquement une fois que le vérin de chapeau coulissant (2) est rétracté, est placée dans cette conduite de dérivation. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la soupape d'arrêt (65) se trouve au fond du ou des vérins de chapeau coulissant, et comporte un poussoir (67) pénétrant dans la chambre (19) dudit vérin de chapeau coulissant.