Brevet FR2588608A1 — publié le 19870417

Tête de coupe transversale d'une machine ponctuelle, avec équipement interne de pulvérisation d'eau. L'invention concerne une tête de coupe transversale d'une machine de coupe partielle, encore appelée machine ponctuelle, avec équipement interne de pulvérisation d'eau des deux tambours de coupe qui sont entraînés par un arbre orienté transversalement au bras de coupe, les buses de pulvérisation disposées sur les tambours de coupe étant raccordées par des canaux à eau sous pression des tambours de coupe et par l'intermédiaire d'un passage tournant à une amenée d'eau sous pression extérieure. Pour le percement de tunnels, galeries et analogues, y compris de galeries au rocher et de galeries de taille dans des exploitations minières souterraines, ainsi que pour l'abattage de gisements, on utilise de façon connue des machines dites ponctuelles qui sont équipées d'une tête de coupe transversale montée sur un bras de coupe pivotant, dont les deux tambours de coupe sont entratnés par un arbre orienté transversalement par rapport au bras de coupe (périodique "GlUckauf" 1985, page 1206). Pour faire se déposer la poussière qui se forme pendant l'abattage, pour refroidir les outils de coupe et pour éviter l'inflammation du CH dans les exploitations menacées par le grisou, il est nécessaire d'asperger la région de travail des tambours de coupe avec de l'eau sous pression. Pour ce faire, on travaille en général au moyen d'un équipement de pulvérisation d'eau interne par lequel l'eau sous pression amenée de l'extérieur est introduite dans les tambours de coupe par l'intermédiaire d'un passage tournant et est dirigée vers les buses de pulvérisation aménagées sur leur périphérie. De tels tambours de coupe à équipement de pulvérisation d'eau interne sont le plus souvent équipés d'une commande pour l'amenée d'eau sous pression grâce à laquelle on est assuré que seules les buses de pulvérisation se trouvant dans la région du secteur des tambours effectuant la coupe sont soumises'à l'eau sous pression (DE-A- 28 10 982, EP-B-0 010 534). Notamment en ce qui concerne les machines ponctuelles qui sont utilisées dans des exploitations minières menacées par des explosions, il est de plus en plus exigé que de l'eau de pulvérisation soit projetée précisément dans la région de travail des couteaux individuels, c'est-à- dire dans la saignée qu'ils effectuent, de manière à combattre efficacement non seulement les poussières mais surtout aussi pour refroidir efficacement les zones de coupe et éviter ainsi l'inflammation des gaz de méthane qui apparaissent, par formation d'étincelles dans la zone de coupe. Il faut alors pour l'eau de pulvérisation des pressions de travail qui sont de l'ordre de grandeur d'au moins 100 à 200 bars, et même souvent de 300 bars et plus. Du fait de ces pressions de travail élevées se posent des problèmes d'étanchéité importants quand le passage tournant destiné à la pulvérisation interne est constitué dans le moyeu du tambour ou dans l'arbre d'entraînement du tambour de coupe. Les problèmes d'étanchéité sont d'autant plus importants que le diamètre de l'arbre ou du moyeu du tambour de coupe muni du passage tournant est plus important. Quand on utilise un mécanisme d'entraînement planétaire monté dans le tambour de coupe, il est vrai que le diamètre de l'arbre qui doit être rendu étanche pour le passage tournant n'est pas exagérément important, et dans ce cas en tout cas, quand les pressions de travail de l'eau de pulvérisation ne sont pas choisies à un niveau trop élevé, les problèmes d'étanchéité sont en général surmontés. Mais le cas échéant les conditions sont toutes différentes quand on prévoit à la place du mécanisme planétaire un engrenage conique et droit. L'utilisation de tels engrenages présente, par rapport aux engrenages planétaires, l'avantage essentiel selon lequel les tambours de coupe de la tête de coupe transversale peuvent présenter dans l'ensemble un diamètre sensiblement plus faible. Mais d'un autre côté la constitution d'un passage tournant destiné à l'amenée d'eau sous pression dans l'arbre d'entraînement de gros diamètre des tambours de coupe qui soit fiablement étanche même après une longue durée de fonctionnement et sous les fortes pressions de l'eau de pulvérisation qui sont exigées, est à l'origine de difficultés considérables. L'invention a donc pour but d'équiper une tête de coupe transversale à pulvérisation d'eau interne de ses tambours de coupe de moyens relativement simples et fiables qui évitent un passage tournant de grand diamètre et qui permettent de ce fait de réaliser une introduction fiable de l'eau soumise à une forte pression dans les tambours de coupe et au travers de ces derniers vers les buses de pulvérisation. Selon l'invention, ce but est atteint du fait que la conduite d'amenée d'eau sous pression comprend, pour chaque tambour de coupe, un élément de raccordement disposé à l'extérieur sur le bras de coupe, cet élément étant relié sur le côté du tambour de coupe qui est à l'opposé du bras de coupe à l'extrémité de l'arbre située à cet endroit par l'intermédiaire d'un passage tournant comprenant un tourillon axial pénétrant de façon étanche dans un alésage axial. Selon l'invention, l'eau sous pression est amenée à chaque tambour de coupe de la tête de coupe transversale par l'intermédiaire d'un élément de raccordement monté sur le bras de coupe à partir du côté frontal extérieur du tambour, l'arbre d'entraînement du tambour de coupe se terminant sur le côté du tambour qui est à l'opposé du bras de coupe et étant relié en cet endroit à l'élément de raccordement par l'intermédiaire du passage tournant. On peut ainsi constituer un passage tournant de petit diamètre sur l'arbre de grand diamètre, qui ne pose aucun problème d'étanchéité et d'usure même pour des pressions élevées de l'eau de pulvérisation qui peuvent être de 200 à 300 et bars et même plus. On peut disposer à l'intérieur des tambours de coupe un système de commande et de distribution qui, comme connu, est constitué de manière à réaliser la pulvérisation de la saignée effectuée seulement par lés outils de coupe qui sont en action sur le front de taille. On peut constituer et aménager l'élément de raccordement de manière que les mouvements de travail de la tête de coupe transversale ne soient pas gênés pendant la coupe. Pour ce faire, l'élément de raccordement est avantageusement adapté au contour extérieur du tambour de coupe et constitué de manière à épouser étroitement le contour -du tambour et a s'étendre depuis son extrémité fixée au bras de coupe jusqu'à l'avant de l'extrémité de l'arbre o se trouve le passage tournant. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, les éléments de raccordement mentionnés sont constitués par une plaque à canaux qui est robuste et peu sensible à l'usure. Dans ce cas, l'agencement est prévu avantageusement de manière que la plaque à canaux dont la forme correspond au contour extérieur du tambour va en diminuant en largeur vers son extrémité libre qui recouvre l'arbre, ou bien se présente sensiblement sous la forme d'une pointe orientée dans cette direction. Les tambours de coupe de la tête de coupe transversale présentent avantageusement sur leurs cotés tournés à l'opposé l'un de l'autre des cavités frontales dans lesquelles se termine l'arbre et qui contiennent les éléments de raccordement. Ces éléments de raccordement sont alors disposés, dans la région de leurs extrémités qui forment le passage tournant, à l'intérieur du contour extérieur des tambours de coupe, dans leurs cavités frontales. Le tourillon cylindrique de la liaison tournante est avantageusement disposé sur l'élément de raccordement. Dans ce cas, l'alésage axial qui reçoit le tourillon se trouve à l'extrémité libre de l'arbre entraînant le tambour de coupe. L'alésage axial est alors constitué sous forme d'un alésage borgne. A la périphérie de l'alésage borgne et entre des garnitures d'étanchéité se termine un canal d'eau sous pression qui se prolonge jusqu'aux buses de pulvérisation, ce canal d'eau sous pression étant relié par l'intermédiaire d'une gorge annulaire à un canal transversal du tourillon de la liaison tournante. L'invention va maintenant être expliquée plus en détail à l'aide d'un mode de réalisation représenté sur le dessin dans lequel- la figure 1 est une vue en plan et partiellement en coupe horizontale d'une tête de coupe transversale selon l'invention équipée d'un dispositif de pulvérisation d'eau interne, la figure 2 est une vue latérale en direction de la flèche II de la tête de coupe transversale de la figure 1. La machine ponctuelle qui est connue dans sa constitution de base, et qui est utilisée en tant que machine de creusement ou d'abattage, comprend sur son châssis muni par exemple de chenilles d'un bras de coupe 1 pouvant pivoter latéralement et en hauteur, qui supporte à son extrémité libre une tête de coupe transversale 2, qui supporte deux tambours de coupe 3 tournant autour d'un axe commun orienté perpendiculairement à l'axe du bras de coupe selon un agencement spéculairement symétrique, qui sont chacun équipés sur leur périphérie d'outils de coupe 4. Sur le dessin, seuls certains des outils de coupe 4 sont représentés et ils sont constitués dans ce cas par des couteaux à tige ronde maintenus de façon interchangeable dans des porte-couteaux. Le cercle circonscrit par les pointes des couteaux des tambours de coupe 3 est représenté sur le dessin par la ligne en traits mixtes 5. L'entraînement commun des deux tambours de coupe 3 n'est pas représenté sur le dessin. Il est monté avec le mécanisme à l'intérieur du bras de coupe 1 constitué sous forme d'une poutre en caisson. Les deux tambours de coupe 3 sont montés solidaires en rotation sur un arbre d'entraînement 6 orienté transversalement par rapport au bras de coupe 1. On peut prévoir pour les tambours de coupe 3 un arbre d'entraînement traversant et commun ou encore un arbre d'entraînement 6 propre à chacun d'eux. Les deux tambours de coupe 3 sont chacun munis d'un équipement de pulvérisation d'eau interne au moyen duquel, pendant la coupe, le secteur du tambour qui effectue une découpe dans le front d'abattage ou de taille est aspergé avec de l'eau sous haute pression. Les buses de pulvérisation qui sont réparties sur la périphérie des tambours 3 ne sont pas représentées pour des raisons de clarté du dessin. Les buses sont disposées de manière connue sur la périphérie des tambours de manière que l'eau sous pression soit pulvérisée dans les saignées découpées par les couteaux individuels 4 et ceci directement dans la région de la coupe des couteaux individuels. Les tête de coupe transversales du type indiqué sont connues de 2 88608 façon générale, de même que la structure de leurs tambours de coupe et de leurs dispositifs de pulvérisation d'eau internes. Ce qui est surtout essentiel du point de vue de l'invention est l'amenée d'eau sous haute pression aux deux tambours de coupe 3, qui sont munis de façon connue de canaux à eau sous pression raccordés aux buses de pulvérisation individuelles. Pour amener l'eau sous pression, chaque tambour de coupe 3 comprend un élément de raccordement 7 fixé sur le côté externe du bras de coupe 1, qui est muni d'un canal traversant pour eau sous pression 8 et qui est relié sur le côté du tambour de coupe concerné 3 qui est à l'opposé du bras de coupe à l'extrémité de l'arbre 6 se trouvant en cet endroit, par l'intermédiaire d'un passage tournant 9. Les éléments de raccordement 7 sont chacun constitués par une plaque à canaux, dont la largeur va en se réduisant en direction de son extrémité avant recouvrant l'arbre 6 ou qui a une forme en pointe, comme le montre en particulier la figure 2. La plaque à canaux 7 fixée latéralement sur le bras de coupe 1 est, comme on peut le voir sur la vue en coupe - -- Xhorizontale de la figure 1, plusieurs fois coudée transversalement à son plan de manière à épouser étroitement le contour extérieur du T 20- tambou Ude coupae-3qui- est-dteri--né-par -le cercle 5. Les tambours de coupe 3 présentent sur leurs c6tés à l'opposé l'un de l'autre une cavité frontale 10 dans la région interne de laquelle se termine l'arbre 6 et dans laquelle pénètre l'extrémité de raccordement 11 de la plaque à canaux 7. Les plaques à canaux 7 présentent chacune à leur extrémité de raccordement 11 un tourillon cylindrique axial 12 orienté en direction de l'axe de l'arbre, qui pénètre dans un alésage axial 13 en forme de *trou borgne à l'extrémité de l'arbre 6 pour constituer le passage tournant 9. Dans le mode de réalisation représenté, un disque de butée 14 ou analogue est fixe à l'extrémité de l'arbre 6, disque comprenant l'alésage 13 et contre lequel s'applique l'extrémité de raccordement 11 de la plaque à canaux 7. Avantageusement, l'extrémité de raccordement 11 est reliée de façon amovible à l'extrémité de l'arbre ou au disque de butée 14, par exemple par vissage. Le tourillon 12 est monté étanche dans l'alésage 13 par des bagues 258 8608À d'étanchéité 15. Les plaques à canaux 7 comprennent chacune dans la région de leur extrémité qui est reliée au bras de coupe 1 un raccord à eau sous haute pression (non représenté) par lequel l'eau sous haute pression est amenée à une pression qui est en général d'au moins 100 à 200 bars et qui est de préférence de l'ordre de grandeur de 300 bars et plus, ce raccord haute pression étant relié par le canal à eau sous pression 8 au passage tournant 9 et par celui-ci aux canaux d'eau sous pression 16 du tambour de coupe. Le canal à eau sous pression 8 s'étend depuis le raccord à eau sous haute pression et en traversant la plaque à canaux jusqu'à son extrémité de raccordement 11 et se présente à ce niveau sous la forme d'un canal axial 17 traversant le tourillon 12. Le canal axial 17 est relié par l'intermédiaire d'au moins un canal transversal 18 à une gorge annulaire 19 dans laquelle débouche le canal à eau sous pression 16 du tambour de coupe 3 qui se prolonge jusque dans le disque de butée 14. De ce fait, l'eau sous haute pression s'écoule dans la direction de la flèche 20 par le canal à eau sous pression 8 et l'alésage axial 17 jusqu'au passage tournant 9 et de là par le ou les canaux transversaux 18 et la gorge annulaire 19 dans le canal à eau sous pression 16 du tambour de coupe. L'amenée d'eau sous pression vers les buses de pulvérisation individuelles à l'intérieur du tambour de coupe est commandée de manière que pendant la coupe seuls les couteaux 4 qui effectuent une découpe soient soumis à la pulvérisation. De telles commandes sont connues par exemple par le DE-OS 28 10 982. On peut voir qu'à l'aide des tourillons 12 pénétrant dans les alésages axiaux 13 de l'arbre 6, on réalise des passages tournants 9 dont le diamètre est considérablement plus petit que le diamètre de l'arbre 6. Des passages tournants de diamètre aussi réduit ne posent pas de problèmes d'étanchéité particuliers, même quand les pressions sont élevées et de l'ordre de 200 à 300 bars, ou même plus. Le travail de coupe de la tête de coupe transversale 2 n'est pas gêné par les éléments de raccordement 7 disposés sur son côté extérieur. On peut utiliser à la place des éléments de raccordement 7 constitués de préférence sous forme de plaques à canaux des éléments de raccordement d'autres formes, tels que des éléments tubulaires ou analogues. Il serait également possible de disposer les tourillons 12 des passages tournants 9 à l'extrémité de l'arbre 6 ou sur le disque de butée 14 fixé à l'extrémité de l'arbre, en les montant de façon étanche dans un alésage axial à l'extrémité de raccordement 11. REVENDICATIONS 1. Tête de coupe transversale d'une machine ponctuelle à équipement de pulvérisation d'eau interne des deux tambours de coupe qui sont entraînés par un arbre orienté transversalement par rapport au bras de coupe, les buses de pulvérisation disposées sur les tambours de coupe étant raccordées par des canaux à eau sous pression des tambours de coupe et par l'intermédiaire d'un passage tournant à une conduite d'amenée d'eau sous pression extérieure, caractérisée en ce que l'amenée d'eau sous pression-comprend pour chaque tambour de coupe (3) un élément de raccordement (7) disposé à l'extérieur sur le bras de coupe (1), cet élément étant relié sur le côté du tambour de coupe (3) qui est à l'opposé du bras de coupe à l'extrémité de l'arbre (6) se trouvant en cet endroit par l'intermédiaire d'un passage tournant (9) comprenant un tourillon axial (12) pénétrant de façon étanche dans un alésage axial (13). 2. Tête de coupe transversale selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'élément de raccordement (7) est adapté au contour extérieur du tambour de coupe (3) et s'étend en épousant étroitement ce contour extérieur depuis son extrémité fixée au bras de coupe (1) jusqu'à l'avant de l'extrémité de l'arbre. 3. Tête de coupe transversale selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l'élément de raccordement (7) est constitué par une plaque à canaux. 4. Tête de coupe transversale selon la revendication 3, caractérisée en ce que la plaque à canaux dont la forme correspond au contour extérieur du tambour de coupe (3) a une largeur allant en diminuant en direction de son extrémité de raccordement (6) qui recouvre l'arbre (6). 5. Tête de coupe transversale selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les tambours de coupe (3) présentent sur leurs côtés qui sont à l'opposé l'un de l'autre des cavités frontales (10) dans lesquelles se termine l'arbre (6) et o pénètrent les éléments de raccordement (7). 6. Tête de coupe transversale selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le tourillon cylindrique (12) du passage tournant (9) est monté sur l'élément de raccordement (7) et l'alésage axial (13) qui le reçoit et qui est constitué sous forme d'un trou borgne est disposé à l'extrémité libre de l'arbre (6), et en ce qu'un canal à eau sous pression (16) allant aux buses de pulvérisation se termine sur la périphérie de l'alésage borgne entre des garnitures d'étanchéité (15) et est relié en cet endroit à un canal transversal (18) du tourillon. 7. Tête de coupe transversale selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'un disque (14) est fixé à l'extrémité extérieure de l'arbre (6) et comprend l'alésage (13) ou le tourillon (12) du passage tournant9j. _ _ _.