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"Profil pour la construction des soutènements de mines
L'invention. concerne un profil en croix ou en étoile utilisé dans les mines. Les propriétés avantageuses de ce nouveau profil peuvent être notamment utilisées pour les poinçons, étançons en acier en plusieurs pièces.
Il est déjà connu d'utiliser comme poinçon d'étan- çons en plusieurs pièces, un fer en croix qui peut coulissai dans un fût constitué par quatre cornières. Les cornières sont serrées contre le poinçon intérieur à l'aide d'un col- lier. On a fait application de ce fait que, dans le calcul
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de la résistance au flambage, une forme symétrique dans tous les sens donne un résultat plus favorable qu'une forme dis- symétrique. En outre, le serrage sur le centre des faces des cornières contre les faces du fer en croix doit assurer un frottement particulièrement efficace pour une pression de surface spécifique relativement faible.
On connaît en outre, un profil en croix constitué par des coquilles de façon à fermer un poinçon intérieur tubu- laire, les faces frontales dépassant la partie tubulaire du profil en croix servant de surface en coins pour la prise des forées de serrage dans le dispositif de serrage. La dif- ficulté à surmonter résidait alors dans la formation de faces en coins dans des étançons tubulaires, ce problème était résolu en obtenant le raidissement par la disposition en croix, qui assurait en même temps un renforcement dans le sens des efforts de pression horizontaux.
'Fin raison des progrès réalisés dans les procédés d'abattage, les étançons doivent, d'une façon générale, sup- porter une pression du terrain sensiblement plus élevée, de sorte que les étançons assemblés connus sont trop peu rigides à cause de leur dispositif de serrage ou que, lors- que le dispositif de serrage est rigide, les profils des poinçons et des rfûts sont trop faibles et fléchissent. La présente invention réalise un profil d'étançon répondant entièrement aux exigences actuelles, quant à leur capacité de supporter une pression élevée, et qui peut être en même temps fabriqué d'une façon économique tout en étant très maniable.
Le profil est surtout destiné à être utilisé pour des étançons, dans lesquels les forces à transme ttre exer- cent essentiellement sur l'étançon des forces normales, tandis que les forces horizontales dans le dispositif de serrage sont maintenues à une valeur aussi faible que pos- sible.
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Pour la solution de ce problème, l'invention propose d'utiliser un profil en croix dont la résistance à la fle- xion et au flambage est sensiblement accrue. On obtient cet accroissement de résistance de différentes manières, en prévoyant des renforcements d'épaisseur aux extrémités exté- rieures des ailes du profil en croix. On pourrait en outre choisir un profil dans lequel l'épaisseur des ailes aug- mente progressivement de l'intérieur vers l'extérieur.
Etant donné qu'un tel profil en croix ne peut-être fabriqué directement par laminage, l'invention propose, en outre, de composer celui-ci par deux profils laminés en une forme de V. L'assemblage s'effectue de préférence par soudure.
Au lieu-d'assembler deux profils laminés en V, on peut aussi, suivant l'invention, laminer individuellement les différentes parties, par exemple chaque aile de la croix, séparément et assembler ces profils d'une façon appropriée.
Ce procédé pour la réalisation d'un poinçon intérieur per- met d'obtenir un profil ayant un profil uniforme sur toute la longueur de l'étançon, c'est-à-dire que le poinçon aura des surfaces parallèles. Toutefois, dans beaucoup cas, il est avantageux de pouvoir utiliser un profil en forme de coin. C'est pourquoi l'invention propose encore de réali- ser un tel profil de façon que la surface de contact de l'un des profils, ou des deux, soit inclinée dans le sens longi- tudinal de façon à obtenir une forme en coin après assem- blage des deux profils. Dans les profils en croix constitués par des profils laminés en V, ce procédé donne deux angles opposés en forme de coin. Les deux autres angles ont une forme en coin de sens opposé.
On peut l'éviter en construi- sant l'étançon avec des corps en coin dans chaque angle, par exemple en faisant un coin longitudinal d'une longueur appropriée dans les deux angles ou en donnant aux ouvertu- res d'angles des valeurs différentes. Un autre moyen de
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compenser la conicité opposée dans les ouvertures d'angles du profil consiste à donner moins de souplesse dans un sens que dans l'autre. Ce résultat peut âtre obtenu avec les colliers de serrage en utilisant des constances d'élastici- té différentes. Le.procédé peut aussi être appliqué avec le même succès pour d'autres formes de profils. Une conicité ayant le même sens dans toutes les ouvertures peut, bien entendu, aussi être obtenue par usinage des surfaces des ailes.
L'invention propose, en outre, de prévoir sur les fa- ces à assembler des profils laminés des saillies ou des dé- pressions, par exemple, des rainures et languettes. Dans cette construction, les diverses parties du profil en croix ou en étoile s'engagent les unes dans les autres de façon à empêcher un déplacement latéral des éléments s'il y a des charges horizontales simples.
Il est avantageux de donner aux deux profils partiels en V (profils laminés) à leur base une forme qui laisse subsister, lors de l'assemblage, un petit espace central creux limitant des surfaces de petites dimensions pour la soudure bout à bout. Pour joindre à cet avantage encore celui d'unmoment d'inertie élevé, l'invention propose enco- re de prévoir un profil Laissant un centre creux assez im- portant.
Pour pouvoir utiliser aussi d'une façon appropriée le profil en croix pour des étançons comportant sur les faces de frottement une garniture de friction spéciale, afin d'obtenir un frottement important, l'invention propose de donner à la face de frottement du profil en croix une forme bombée, il est particulièrement avantageux que la partie bombée ait son sommet environ au milieu de la surface de frottement. Lorsqu'il y a une garniture de friction, celle- ci est placée, de préférence, dans une dépression.par exemple,
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carrée ou hexagonale, délimitée par une sorte de cadre, et a par exemple la forme de plaquem faisant légèrement saillie par rapport à l'entourage de la dépression.
La garniture de friction est de préférence en métal léger. Etant donné que le métal léger est comparativement mou, l'appui se fera bien sur la partie bombée, ce qui est favorable au frotte- ment. En s'écoulant, le métal léger se déplacera vers l'ex- térieur et pourra intervenir de nouveau,disponible comme maase de frottement pour l'obsorption d'une nouvelle charge.
Par conséquente le frottement élevé du fer sur le métal léger persistera plus longtemps.
Aux dessins annexés plusieurs modes de réalisation de l'objet de l'invention, sont représentés.
La figure 1 est une vue du profil en croix, suivant l'invention, prise de la tranche inférieure du profil re- présenté par la figure 2 .
La figure 22 est une vue en élévation des deux éléments du profil, les faces à assembler étant usinées en oblique dans le sens longitudinal.
La figure 3 est une vue en élévation des deux profils laminés suivant l'invention, assemblés de façon à former un profil en croix.
La figure 4 est une vue en plan d'un étançon suivant l'invention comportant une plaque de tte.
La figure 5 est une coupe transversale d'un profil dans lequel les ailes de la croix s'épaississent de l'inté- rieur vers l'extérieur.
La figure 6 est une coupe transversale d'un mode de réalisation du profil en croix, dans lequel les deux profils laminés en V présentent sur leurs faces de contact des sail- lies ou des dépressions en quene d'aronde.
La figure 7 est une coupe transversale d'un profil en croix ayant un petit espace central creux.
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La figure 8 est une coupe transversale d'un profil en croix comportant un espace central creux carré de plus grande dimension.
La figure 9 est une coupe transversale d'un profil en croix comportant des surfaces d'appui arrondies pour les corps de serrage.
La figure 10 est une coupe transversale d'un profil en croix, où la partie médiane des ailes est bombée.
La figure Il est une coupe transversale d'un profil en croix dans son application à un étang on comportant une garniture de friction.
Aux diverses figures,les ailes du profil en croix sont désignées par 1',1", lise 11V. Aux extrémités supé- rieures, on a prévu des renforcements d'épaisseur 2. La forme profilée peut être obtenue par rabotage ou par façonnage.
3 est la surface de contact qui, dans le mode de réalisation représenté à la figure ' est oblique par rapport aux deux profils jusqu'à l'extrémité inférieure par enlèvement de la partie 4. 4 désigne la plaque de tête dont les bossages 6 prennent appui sur les renforcements d'épaisseur 2,
A la figure 56, l'épaisseur des ailes l', 1", 1'' 11v, du profil en croix augmente de l'intérieur vers l'extérieur.
Ce profil, dont l'épaisseur augmente progressivement, est plus facile à fabriquer, est plus simple, tout en donnant presque la même résistance au flambage que le profil repré- senté à la figure 1. L'épaisseur des ailes augmentant vers l'extérieur, l'angle entre les ailes est plus petit et le frottement par coincement est plus grand. Ces avantages multiples excèdent le léger inconvénient du rapport plus faible entre le moment d'inertie et le poids.
La figure 6 montre un profil en croix à quatre ailes constitué par les deux profils laminés 7 et 7'. 2. sont les renforcements aux extrémités des ailes. 3 désigne les sur-
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faces de contact comportant une rainure et une languette. les faces 3, qui s'engagent l'une dans l'autre, peuvent com- porter une ou plusieurs rainures et languettes de section rectangulaire ou bien en queue d'aronde. En outre,. on peut donner à ces surfaces un profil ondulé ou un autre profil approprié empêchant un mouvement latéral relatif des surfa- c es .
Les figures 7 et 8 montrent des profile en croix à quatre ailes qui sont constitués par des profils laminés 7 et 7',le profil suivant la figure 7 présentant un centre creux 8, de petite dimensions tandis que le profil suivant centre la figure 8 a un/creux 8 plus important. Les petites sur- faces d'appui Qui sont ménagées par le vide central et qui conviennent particulièrement à la soudure bout à bout, sont désignées par 10. Les dimensions extérieures des ailes restant les marnes, le moment d'inertie augmente, lorsque le: diamètre du vide central augmente, ce qui permet d'approprier la résistance des etançons dans chaque cas particulier.
Le vide central 8 et 9 du profil peut être rond ou aussi affec- ter .n'importe quelle forme angulaire, le choix de cette forme étant dicté par la possibilité d'un laminage économi- que.
La figure 9 montre un profil en croix dans lequel les surfaces d'appui 18 des organes de pression ou de serrage 19 sont arrondies. On diminue de cette façon, il est vrai, légèrement l'effet du frottement par coincement, mais on obtient d'autre part l'avantage de compenser l'imprécision des dimensions et des angles d'ouverture des surfaces d'appui des organes de pression. Les surfaces d'appui sont interrom- pues par exemple par des évidements 20, pour assurer un frot- tement par coincement et empêcher un frottement de, surface.
L'interruption des surfaces d'appui arrondies des ailes du profil en croix peut être obtenu par des évidements sur le
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profil ou sur l'organe de pression. Ces parties arrondies peuvent être prévues sur l'une,plusieurs ou toutes les ou- vertures des ailes. L'oinvetion peut être appliquée aussi bien pour des étançons à serrage automatique que pour des étançons à clavette. n outre, les surfaces d'appui peuvent présenter une conicité dans le sens parallèle à l'axe du profil dans une ou plusieurs ouvertures des ailes. Le profil peut être fabriqué en une pièce ou en plusieurs pièces et ceci par rabotage ou sans. Le profil dent les ailes compor- tent des parties arrondies, peut avoir des ailes d'épaisseur uniforme ou des ailes d'épaisseur croissante ou présenter un renforcement aux extrémités de celles-ci.
Pour éviter des efforts de flexion fâcheux, il est avantageux de dispo- ser les surfaces d'appui sur les ailes en regard l'une de l'autre.
La figure 10 montre un profil en croix dont les ailes comportent des bombements il. La figure 11 montre l'applica- tion du profil suivant la figure 10 à un étançon avec garni- ture de frottement* Les quatre,organes de freinage 1 agis- sent par frottement de coincement sur l'étançon intérieur 13 ayant un profil suivant l'invention. Sur les faces d'appui des organes de freinage 12, on a prévu des dépressions 14 destinées à recevoir la garniture de frottement 15, par exem pie en métal léger.
Ces dépressions 14 peuvent encore être approfondies par de simples trous borgnes 16 ou par des evi- dements en queue d'aronde 17 ou autres, pour permettre une meilleure fixation de la garniture rapportée. les surfaces 11 du poinçon, qui s'appliquent contre la garniture de frot- tement 15, présentent un bombement convexe vers l'extérieur, de telle façon que le sommet du bombement 11 se trouve sen- siblement en regard du- milieu de la dépression 14.
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Dans un autre mode de réalisation suivant l'invention, les dépressions sont plus petites¯, mais leur nombre est plus élevé, ce résultat pouvant par exemple être obtenu par mole- tage des surfaces d'appui. Dans ce cas, la garniture de frot- tement pénétrera dans les dépressions du moletage ou sera écrasée dans celles-ci de façon à s'attacher d'une façon parfaite .
R M S U M E.
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"Profile for the construction of mine supports
The invention. concerns a cross or star profile used in mines. The advantageous properties of this new profile can be used in particular for punches, steel props in several parts.
It is already known to use, as a punch of punches in several parts, a cross iron which can slide in a barrel formed by four angles. The angles are clamped against the inner punch using a clamp. We have applied this fact that, in the calculation
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of buckling resistance, a symmetrical shape in all directions gives a more favorable result than a asymmetrical shape. In addition, the clamping on the center of the faces of the angles against the faces of the cross iron must ensure a particularly effective friction for a relatively low specific surface pressure.
Also known is a cross profile formed by shells so as to close an inner tubular punch, the end faces projecting from the tubular part of the cross profile serving as a wedge surface for gripping the clamping holes in the device. Clamping. The difficulty to be overcome then resided in the formation of wedge faces in tubular props, this problem was solved by obtaining the stiffening by the cross arrangement, which at the same time ensured a reinforcement in the direction of the horizontal pressure forces.
'Due to the progress made in felling processes, props generally have to withstand significantly higher ground pressure, so that known assembled props are too inflexible because of their device. clamping device or, when the clamping device is rigid, the profiles of the punches and drums are too weak and flex. The present invention achieves a strut profile which fully meets current requirements for their ability to withstand high pressure, and which at the same time can be manufactured economically while being very handy.
The profile is primarily intended to be used for props, in which the forces to be transmitted are exerted primarily on the prop to normal forces, while the horizontal forces in the clamping device are kept as low as possible. - sible.
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For the solution of this problem, the invention proposes to use a cross profile whose resistance to bending and buckling is appreciably increased. This increase in strength is obtained in different ways, by providing thickness reinforcements at the outer ends of the wings of the cross section. We could also choose a profile in which the thickness of the wings increases progressively from the inside to the outside.
Given that such a cross profile cannot be produced directly by rolling, the invention further proposes to compose the latter by two profiles rolled in a V-shape. The assembly is preferably carried out by welding.
Instead of assembling two laminated V-shaped profiles, it is also possible, according to the invention, to individually laminate the different parts, for example each wing of the cross, separately and to assemble these profiles in an appropriate manner.
This process for making an inner punch makes it possible to obtain a profile having a uniform profile over the entire length of the prop, ie the punch will have parallel surfaces. However, in many cases it is advantageous to be able to use a wedge-shaped profile. This is why the invention also proposes to produce such a profile so that the contact surface of one of the profiles, or of both, is inclined in the longitudinal direction so as to obtain a wedge shape. after assembly of the two profiles. In cross sections formed by rolled V sections, this process results in two opposite wedge-shaped angles. The other two angles have a wedge shape of opposite direction.
This can be avoided by constructing the prop with wedge bodies in each angle, for example by making a longitudinal wedge of an appropriate length in the two angles or by giving the angle openings different values. . Another way to
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compensating for the opposite taper in the corner openings of the profile consists in giving less flexibility in one direction than in the other. This result can be achieved with the hose clamps using different elasticity constancies. The process can also be applied with the same success for other shapes of profiles. A taper having the same direction in all the openings can, of course, also be obtained by machining the surfaces of the wings.
The invention further proposes to provide on the facings to be assembled laminated profiles protrusions or depressions, for example, grooves and tongues. In this construction, the various parts of the cross or star profile engage with each other so as to prevent lateral displacement of the elements if there are simple horizontal loads.
It is advantageous to give the two partial V-shaped profiles (rolled profiles) at their base a shape which leaves, during assembly, a small hollow central space limiting surfaces of small dimensions for butt welding. To add to this further advantage that of a high moment of inertia, the invention also proposes to provide a profile leaving a fairly large hollow center.
In order to be able to use also in an appropriate way the cross-section for props comprising on the friction faces a special friction lining, in order to obtain a high friction, the invention proposes to give the friction face of the section in cross a convex shape, it is particularly advantageous that the convex part has its apex approximately in the middle of the friction surface. Where there is a friction lining, this is preferably placed in a depression. For example,
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square or hexagonal, delimited by a sort of frame, and for example has the shape of a plaquem projecting slightly from the surroundings of the depression.
The friction lining is preferably made of light metal. Since the light metal is comparatively soft, the support will be well on the convex part, which is favorable to friction. As it flows, the light metal will move outwards and can intervene again, available as a friction material for the absorption of a new charge.
Consequently, the high friction of iron on the light metal will persist longer.
In the accompanying drawings, several embodiments of the object of the invention are shown.
Figure 1 is a view of the cross section, according to the invention, taken from the lower edge of the profile shown in Figure 2.
FIG. 22 is an elevational view of the two elements of the profile, the faces to be assembled being machined obliquely in the longitudinal direction.
FIG. 3 is an elevational view of the two rolled profiles according to the invention, assembled so as to form a cross profile.
FIG. 4 is a plan view of a prop according to the invention comprising a head plate.
Figure 5 is a cross section of a profile in which the wings of the cross thicken from the inside to the outside.
FIG. 6 is a cross section of an embodiment of the cross section, in which the two rolled V sections have dovetail protrusions or depressions on their contact faces.
Figure 7 is a cross section of a cross section having a small hollow central space.
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Figure 8 is a cross section of a cross section having a larger square hollow central space.
Figure 9 is a cross section of a cross section having rounded bearing surfaces for the clamping bodies.
Figure 10 is a cross section of a cross section, where the middle part of the wings is domed.
Figure 11 is a cross section of a cross section in its application to a pond comprising a friction lining.
In the various figures, the wings of the cross-section are designated by 1 ', 1 ", read 11V. At the upper ends, thicknesses 2 reinforcements are provided. The profiled shape can be obtained by planing or by shaping.
3 is the contact surface which, in the embodiment shown in figure 'is oblique with respect to the two profiles up to the lower end by removal of part 4. 4 denotes the head plate whose bosses 6 take up. support on the reinforcements of thickness 2,
In Figure 56, the thickness of the wings 1 ', 1 ", 1" 11v, of the cross section increases from the inside to the outside.
This profile, the thickness of which gradually increases, is easier to manufacture, is simpler, while giving almost the same resistance to buckling as the profile shown in figure 1. The thickness of the wings increasing outwards. , the angle between the wings is smaller and the wedging friction is greater. These multiple advantages exceed the slight disadvantage of the lower ratio between moment of inertia and weight.
FIG. 6 shows a cross section with four wings formed by the two rolled sections 7 and 7 '. 2. are the reinforcements at the ends of the wings. 3 designates the over-
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contact faces comprising a groove and a tongue. the faces 3, which engage one into the other, may include one or more grooves and tongues of rectangular or dovetail cross section. In addition,. these surfaces can be given a corrugated profile or other suitable profile preventing relative lateral movement of the surfaces.
Figures 7 and 8 show cross-shaped profiles with four wings which are formed by rolled profiles 7 and 7 ', the profile according to figure 7 having a hollow center 8, of small dimensions while the profile following centers figure 8 a a larger / hollow 8. The small bearing surfaces which are provided by the central void and which are particularly suitable for butt welding, are designated by 10. The outer dimensions of the wings remaining the marls, the moment of inertia increases, when the: diameter of the central void increases, which makes it possible to adapt the resistance of the props in each particular case.
The central void 8 and 9 of the profile can be round or also have any angular shape, the choice of this shape being dictated by the possibility of economical rolling.
FIG. 9 shows a cross profile in which the bearing surfaces 18 of the pressure or clamping members 19 are rounded. In this way, it is true, the effect of friction by wedging is slightly reduced, but on the other hand the advantage is obtained of compensating for the imprecision of the dimensions and of the opening angles of the bearing surfaces of the components of pressure. The bearing surfaces are interrupted, for example, by recesses 20, to provide wedging friction and to prevent surface friction.
The interruption of the rounded bearing surfaces of the wings of the cross section can be obtained by recesses on the
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profile or on the pressure organ. These rounded parts can be provided on one, more or all of the openings of the wings. Invetion can be applied for both self-tightening props and wedge props. In addition, the bearing surfaces may have a taper in the direction parallel to the axis of the profile in one or more openings of the wings. The profile can be manufactured in one piece or in several pieces and this by planing or without. The profile of the wings has rounded portions, may have wings of uniform thickness or wings of increasing thickness or have reinforcement at the ends thereof.
To avoid undesirable bending forces, it is advantageous to arrange the bearing surfaces on the wings opposite one another.
FIG. 10 shows a cross-shaped profile, the wings of which have bulges 11. Figure 11 shows the application of the profile according to figure 10 to a prop with friction lining * The four braking members 1 act by wedging friction on the inner prop 13 having a profile according to l 'invention. On the bearing faces of the braking members 12, there are depressions 14 intended to receive the friction lining 15, for example made of light metal.
These depressions 14 can be further deepened by simple blind holes 16 or by dovetail cutouts 17 or the like, to allow better fixing of the insert. the surfaces 11 of the punch, which rest against the friction lining 15, have a convex bulge outwards, such that the apex of the bulge 11 is substantially opposite the middle of the depression 14.
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In another embodiment according to the invention, the depressions are smaller, but their number is higher, this result being possible for example by molding the bearing surfaces. In this case, the friction pad will penetrate or be crushed into the knurling depressions so that it attaches perfectly.
R M S U M E.
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