Brevet FR2622921A1 — publié le 19890512

"Installation d'abattage pour l'abattage mécanisé de matériaux minéraux, en particulier de charbon dans des exploitations souterraines" L'invention concerne une installation d'abattage pour l'abattage mécanisé de matériaux minéraux, en particulier de charbon dans des exploitations souterraines, comportant au moins une chaîne sans fin circulante et des roues pour chaînes tournantes destinées à cette chaîne sans fin, un entraînement principal étant affecté à l'une des roues pour chaînes et un moteur auxiliaire étant affecté à l'autre roue pour chaîne, avec dans chaque cas un train d'engrenages composé d'un étage principal d'engrenages et d'un étage préliminaire d'engrenages, et avec un embrayage et un moteur d'entraînement. Comme installation d'abattage il s'agit de préférence d'une installation combinée de havage et de transport, dans laquelle la chaîne sans fin est en conséquence: soit une chaîne de havage, soit une chaîne de transport. Dans les installations d'abattage de ce genre, on tend à obtenir la mise en fonctionnement synchrone des moteurs d'entraînement de l'entraînement principal et du moteur d'entraînement auxiliaire, car ce n'est qu'avec un fonctionnement synchrone que se trouve garantie une charge régulière, respectivement une utilisation maximale de la puissance de l'entraînement principal et de l'entraînement auxiliaire. Le fonctionnement synchrone des moteurs d'entraînement est cependant perturbé par l'usure de la chaîne et des roues pour chaînes, car, après une durée de fonctionnement suffisante, la chaîne sans fin entoure les roues pour chaînes sur des arcs de cercle différents à cause de l'usure et par suite avec des vitesses différentes. De ce fait, la charge de l'un des moteurs d'entraînement de la roue pour chaîne, qui tourne avec le plus grand arc de cercle, peut augmenter de telle façon que, finalement, l'autre moteur d'entraînement est en même temps entraîné comme générateur. L'autre entraînement - l'entraînement principal ou l'entraînement auxiliaire - ne remplit donc plus aucune fonction d'entraînement, en raison de l'absence de fonctionnement synchrone. Pour éviter la surcharge qui en résulte, soit pour l'entraînement principal, soit pour l'entraînement auxiliaire, on connait une régulation d'entraînement, selon laquelle les moteurs d'entraînement, habituellement constitués par des moteurs synchrones, sont régulés directement. La régulation des moteurs d'entraînement d'une puissance allant jusqu'à 300 kw est cependant coûteuse, en ce qui concerne la technique des installations, d'un prix de revient élevé et, en outre, elle exige une place considérable. Cela est gênant en particulier si l'on tient compte des conditions d'espace exigu rencontrées sous terre. Pour cette raison, on met souvent en place une autre régulation d'entraînement. Selon celle-ci, des moteurs entraînés et régulés hydrauliquement, travaillent avec interposition d'engrenanges de protection sur l'étage préliminaire, aussi bien dans le cas de l'entraînement principal, que dans le cas de l'entraînement auxiliaire. En conséquence, il est indispensable dans tous les cas de mettre en oeuvre deux trains d'engrenages supplémentaires et deux moteurs hydrauliques. A ceci s'ajoute l'alimentation des moteurs hydrauliques par l'intermédiaire de tuyaux hydrauliques. De telles mesures exigent également de la place et sont coûteuses, et, en outre, elles sont sujettes à des pannes du fait qu'une détérioration des tuyaux hydrauliques n'est pas exclue si l'on tient compte des conditions difficiles régnant dans les exploitations souterraines. A ceci s'ajoute le fait que les moteurs hydrauliques ne peuvent être réglés que vers le bas et qu'en cas de défaillance de la régulation hydraulique, l'ensemble de l'installation d'abattage ne peut plus être entraînée. C'est sur ce point que l'invention apporte un remède. L'invention a pour objet de créer une installation destinée à l'abattage mécanisé de matières minérales, en particulier de charbon, dans des exploitations souterraines du genre décrit au début, qui se distingue par une régulation -compacte, de prix avantageux et efficace- de l'entraînement pour obtenir un fonctionnement synchrone. Ce problème est résolu par l'invention dans une installation d'abattage du genre en cause, grâce au fait que seulement l'étage préliminaire d'engrenages de l'entraînement auxiliaire (ou de l'entraînement principal) est réalisée sous forme d'un train d'engrenages de rattrapage, et qu'un moteur de rattrapage, constitué par un moteur électrique réglable de faible puissance, travaille sur l'entrée de variation uniquement de ce train d'engrenages de rattrapage. Ces caractéristiques de l'invention ont pour conséquence d'abord qu'il n'est nécessaire de procéder à une régulation que d'un seul côté, c'est à dire: ou bien du côté de l'entraînement auxiliaire, ou bien du côté de l'entraînement principal, toujours en fonction de la vitesse de rotation du moteur de l'entraînement principal, respectivement de la vitesse de rotation du moteur de l'entraînement auxiliaire. En tous cas, il n'est nécessaire de mettre en oeuvre qu'un seul train d'engrenages supplémentaire - à savoir: un train d'engrenages de rattrapage et un seul moteur de rattrapage - en l'occurrence: un moteur de faible puissance. Ceci assure alors le fonctionnement synchrone des deux moteurs d'entraînement, qui sont également de préférence constitués dans l'installation d'abattage par des moteurs asynchrones. En ce qui concerne les deux roues pour chaîne, il en résulte un apport de puissance égal à deux moteurs d'entraînement et, par conséquent, une répartition égale de la charge supportée par les roues pour chaîne, respectivement par la chaîne sans fin. En tous cas, l'encombrement et le prix de revient sont réduits de moitié en comparaison avec une régulation d'entraînement au moyen de moteurs hydrauliques, la continuité de fonctionnement est en outre accrue du fait que l'alimentation en courant d'un seul moteur électrique est beaucoup moins sujette à des problèmes, que l'alimentation hydraulique de deux moteurs hydrauliques. A cela s'ajoute que dans la forme d'exécution selon l'invention, la vitesse de rotation du moteur concernée peut être accrue ou réduite en cours de synchronisation. En outre, la régulation d'entraînement peut se réduire au dispositif d'entraînement auxiliaire dans lequel il y a généralement plus de place que dans l'entraînement principal, dans la zone de rencontre entre le front de taille et la galerie. Il faut encore faire remarquer que l'installation d'abattage peut, en cas de défaillance de la régulation, continuer de fonctionner de façon conventionnelle et qu'en outre l'aération n'est pratiquement pas soumise à un apport de chaleur supplémentaire du fait de la mise en oeuvre de la régulation d'entraînement selon l'invention. D'autres caractéristiques essentielles pour l'invention sont traitées dans ce qui suit. Ainsi l'invention prévoit, selon une proposition d'une importance évidente, que le moteur électrique travaille sur le train d'engrenages de rattrapage avec une vitesse de rotation de rattrapage définie à l'avance dans le cas o la roue pour chaîne est entraînée à une vitesse de rotation nominale et que dans le cadre de la plage de vitesses de rotation ainsi définie il s'ensuit qu'une vitesse qui s'est accrue, ou l'inverse, est ramenée à la vitesse de rotation instantanée du dispositif d'entraînement principal (respectivement du dispositif d'entraînement auxiliaire). L'expression 'vitesse de rotation nominale" signifie la vitesse de départ, alors que la chaîne sans fin, respectivement la roue pour chaîne, n'est pas usée. Cette vitesse de rotation de départ, respectivement nominale, donnée à l'avance, tient donc compte, dès le début, de la vitesse de variation introduite par le moteur de variation, respectivement par le moteur électrique. De ce fait, le réglage vers le bas d'une vitesse qui s'est accrue, de même que le réglage vers le haut d'une vitesse de rotation qui s'est réduite, est considérablement facilité par le moteur électrique qui tourne continuellement. La plage de réglage peut se situer dans l'intervalle de + cinq tours/min. rapporté à la vitesse de rotation, respectivement dans l'intervalle de + 5% rapporté à la puissance du moteur électrique. De préférence, un engrenage de protection à vis sans fin est intercalé entre le moteur et le train d'engrenages de rattrapage constitué par un train épicycloidal. Cet engrenage à vis sans fin représente un barrage contre les contraintes issues du système d'entraînement, si bien que le moteur électrique est protégé contre les contraintes en forme d'acoups provenant du système d'entraînement. De façon adéquate, le moteur électrique présente une puissance de 10 à 20 kW, de préférence 15 kW, et est réglé par variation de fréquence en fonction de la vitesse de rotation du moteur de l'entraînement principal (respectivement de l'entraînemenrt auxiliaire). Dans ce qui suit, l'invention est expliquée plus en détail en correspondance avec un dessin ne représentant qu'un exemple d'exécution. L'unique figure montre schématiquement une installation d'abattage comportant la régulation d'entraînement selon l'invention. En détail il s'agit d'une installation d'abattage pour l'abattage mécanisé de matériaux minéraux, en particulier de charbon dans des exploitations souterraines, comportant une chaîne sans fin circulante 1 et, aux extrémités de retournement, des roues 2 pour chaîne destinées à cette chaîne sans fin, un dispositif d'entraînement principal 3 étant affecté à une des roues pour chaîne et un entraînement secondaire 4 étant affecté à l'autre roue pour chaîne, et chacun comportant un train d'engrenages composé d'un étage principal 5 d'engrenages et d'un étage préliminaire 6 d'engrenages, un embrayage 7 ainsi qu'un moteur d'entraînement 8. Selon l'exemple d'exécution, il s'agit, comme installation d'abattage, d'une installation de havage dans laquelle en conséquence la chaîne sans fin 1 est une chaîne de havage. Les moteurs d'entraînement 8 sont constitués par des moteurs asynchrones. Entre l'étage principal d'engrenages 5 et la roue pour chaîne 2 est intercalé, dans chaque cas, un dispositif d'entraînement de havage 9 comportant un embrayage à broches en étoile qui peut séparer les masses en mouvement de rotation directement sur la roue 2 pour chaîne. Seul l'étage préliminaire d'engrenage 6 du dispositif d'entraînement 3 est réalisé sous forme d'un train d'engrenages de rattrapage. A l'entrée de rattrapage de ce train d'engrenages de rattrapage 6, travaille un moteur de rattrapage constitué par un moteur électrique 10 réglable de faible puissance. Entre le train d'engrenages de rattrapage 6, consistant en un train planétaire, et le moteur électrique 10 se trouve intercalé un engrenage de protection 11 constitué par un engrenage à vis sans fin. Le moteur électrique 10 présente une puissance de 10 à 20 kW, de préférence de 15 kW, et sa vitesse est réglée par variation de la fréquence, en fonction de la vitesse de rotation du moteur du dispositif d'entraînement principal. Le circuit de réglage n'est pas représenté. REVENDICATIONS 1. Installation d'abattage pour l'abattage mécanisé de matériaux minéraux, en particulier de charbon dans des exploitations souterraines, comportant au moins une chatne sans fin circulante et munie de roues pour chaîne tournante destinées à cette chaîne sans fin, un dispositif d'entraînement principal étant affecté à une des roues pour chaîne et un entraînement auxiliaire étant affecté à l'autre roue pour chaîne, avec dans chaque cas un train d'engrenages composé d'un étage principal d'engrenages, et d'un étage préliminaire d'engrenages, et avec un embrayage et un moteur d'entraînement, caractérisée par le fait que seul l'étage préliminaire (6) du dispositif d'entraînement auxiliaire (4) (ou bien celui du dispositif d'entraînement principal) est réalisé sous forme d'un train d'engrenages de rattrapage, et qu'un moteur de rattrapage, sous la forme d'un moteur électrique réglable (10) de faible puissance, travaille sur l'entrée de rattrapage seulement de ce train d'engrenages de rattrapage (6). 2. Installation d'abattage selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le moteur électrique (10), lorsque la roue (2) pour chaîne est entraînée à la vitesse de rotation minimale, travaille à une vitesse de rotation de rattrapage donnée à l'avance, sur le train d'engrenages de rattrapage (6) et que, dans le cadre de la plage de vitesses de rotation ainsi définie, le réglage vers le bas d'une vitesse de rotation qui s'est accrue, ou l'inverse, s'effectue sur la vitesse de rotation instantanée du moteur du dispositif d'entraînement principal (3), respectivement sur celle du moteur du dispositif d'entraînement auxiliaire. 3. Installation d'abattage selon la revendication 1 ou 2, caractérisée par le fait qu'entre le train d'engrenages de rattrapage (6), constitué par un train épicycloidal, et le moteur électrique (10) est intercalé un engrenage de protection (11) constitué par un engrenage à vis sans fin. 4. Installation d'abattage selon une des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que le moteur électrique (10) présente une puissance de 10 à 20 kW, de préférence 15 kW, et est réglé par variation de la fréquence en fonction de la vitesse de rotation du dispositif d'entraînement principal (respectivement du dispositif d'entraînement auxiliaire).