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"Procédé et appareil pour l'abatage continu du charbon"
La présente invention concerne d'une façon générale l'ex- ploitation des mines et plus particulièrement des procédés et appa- reils nouveaux et perfectionnés d'exploitation houillère et vise plus spécialement l'abatage continu du charbon.
La pratique courante actuelle de l'abatage du charbon en profondeur entraîne une série d'opérations exécutées par cycles successifs à l'aide de différentes machines. La première opération est effectuée par des barres coupantes pourvues de chaînes sans fin contenant des lames ou griffes pratiquant dans le charbon une "sous-
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cave" de havage ou souchèvement horizontal, en quelque sorte par une action d'écrasement ou de broyage qui produit de-grandes quan- tités de fines ou de poussières, cause d'un grand nombre d'explo- sions dans les mines. Le havage peut être complété par le rouil- lage ou coupement et quelquefois par des coupes supérieures péné- trant dans le front de taille du charbon, ou par les deux à la fois.
La majeure partie du charbon obtenue uniquement par havage, après quoi on enlève la machine et on fait alors sauter le charbon à l'ai- de d explosifs ou de gaz comprimé appliqués dans des trous de mine de manière à dilater la masse et provoquer son éclatement. Une machine chargeuse est alors amenée au front de taille, pour charger le charbon sur un transporteur ou autre mécanisme de manutention qui l'amène au poste d'accrochage, d'où il est remonté à la surface, par rail ou bande transporteuse. La pratique actuelle du havage occasionne fréquemment la formation de portions en relief, étagées ou de portions déportées, ou laisse à la fois le toit et le mur à l'état libre ou déchiqueté, ce qui rend nécessaires des opérations de nettoyage et de boisage.
Les perfectionnements apportés à l'art de l'exploitation houillère en profondeur ont principalement été limités à des machi- nes à barres coupantes, des chargeuses, des dépoussiéreuses et d'au- tres matériels dont sont pourvues ces machines. Toutefois, la pra- tique et les méthodes actuelles continuent à appliquer le même cycle d'opérations de havage, de sautage par trous de mine, de chargement et de transport, qui est pratiqué depuis des siècles. La produc- tion accrue de ces dernières années est due principalement aux ma- chines perfectionnées se rapportant à chacune des phases individuel- les de ce cycle d'abatage.
Le sautage du charbon à l'aide d'explosifs ou par d'autres moyens impliquant une dilatation ou une vibration de la matière al- tère sérieusement la structure de la couche terrestre, ce qui se traduit par des écroulements qui augmentent considérablement le danger de l'extraction en profondeur. Le sautage et les vibrations
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inhérentes au cycle d'abatage actuel affaiblissent le toit et les stots et constituent une source de danger pour les équipes travail- lant dans d'autres sections de la mine.
Quelques machines sont établies de manière à souchever par havage une section de charbon et à la désagréger ensuite à l'ai- de de pics ou fleurets vibrants. La barre coupante et les fleurets sont présentés d'une manière alternante au front de taille. Ce type de machine travaille par cycles comprenant des périodes alter- nantes de havage ou souchèvement et de désagrégation du charbon.
Elle ne travaille que sur une petite portion du front de taille à tout instant donné. La mise en place alternante de la haveuse et des fleurets, conjointement avec le fait que la machine ne travail- le que sur une section partielle du front de taille, empêche cette machine de fonctionner comme une machine d'abatage du charbon à progression continue.
On a proposé des machines continues à taille rotative pour le percement des tunnels, en combinaison avec un transporteur.
Les machines ainsi proposées étaient des outils de forage lents qui étaient évidemment destinées à percer la terre par une action de fraisage et de meulage, mais leurs outils de coupe entrent en prise avec la surface périphérique du tunnel et se coincent sur elle.
Ces machines n'ont jamais donné des résultats satisfaisants dans la pratique. Les ingénieurs spécialistes du percement des tunnels con- tinuent à faire usage de perforatrices à commande manuelle pour le percement des tunnels.
Il a aussi été proposé l'application de machines rotati- ves - évidemment peu pratiques pour l'abatage du charbon - qui com- portent des outils de coupe rotatifs pourvus de coins destinés à briser le charbon, mais ces machines empêchent en réalité l'avance- ment des outils dans la matière. De plus, le support de l'outil de coupe se coince contre la surface périphérique du tunnel, de sor- te que ces machines ne sont pas des machines d'abatage à avancement continu et ne font que concrétiser des idées n'ayant aucune valeur pratique.
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La présente invention obvie aux nombreuses difficultés inhérentes aux procédés sus-indiqués et a pour objet un procédé et un appareil permettant d'obtenir économiquement une production considérablement accrue d'un charbon de grande valeur commerciale dont la forte teneur en fines et poussières a été éliminée et dont le prix de revient est uniformément bas.
Le procédé et l'appareil qui font l'objet de cette in- vention permettent d'effectuer simultanément la taille, de préfé- rence par burinage, l'enlèvement et le chargement du charbon à par- tir du front de taille solide entier et en une seule opération, c'est-à-dire pour un travail qui, jusquà ce jour, exigeait quatre opérations dans le cycle d'extraction comprenant le havage, le fo- rage, le sautage et le chargement. En même temps, ils suppriment l'écrasement ou broyage et l'émiettement indésirables qui sont la cause de la production de fines ou de poussières, ainsi que les effets peu sûrs de sautage, en permettant la réalisation, dans toutes les sections de la machine, d'opérations simultanées qui ne présen- tent pas de tels risques.
Le dispositif coupant, qui constitue en soi une caracté- ristique de l'invention, est pourvu d'une série de groupes d'outils de coupe qui, de préférence, sont espacés de distances considéra- bles axialement, sont progressivement déportés axialement vers l'ar- rière et sont reliés par des surfaces affûtables espacées vers l'ar- rière, tous les outils d'un groupe étant montés sur une tête porte- outils rotative qui taille une série de sillons ou entailles annu- laires concentriques dont le rôle est, d'une part, de soulager le charbon des poussées internes et de le détacher par rupture du front de taille, et d'autre part, avec l'aide d'organes de raclage ou de balayage, de l'entraîner continuellement vers un transporteur.
Ces outils de coupe agissent à la façon de ciseaux ou burins, et ceci empêche la formation de fines ou de poussières au cours de la taille des sillons.
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Les têtes porte-outils sont, de préférence, disposées en plusieurs rangs, les têtes voisines étant de préférence dispo- sées à recouvrement. Certains des rangs de têtes porte-outils sont, de préférence, par rapport à d'autres vers l'avant, décalés avanta- geusement dans un ordre progressif. L'ouverture taillée par chaque tête se combine avec les ouvertures taillées par les têtes voisines des mêmes rangs ou de rangs différents de manière à constituer une seule entrée ou ouverture.
Chacune des têtes coupantes rotatives de la machine, qui déterminent les dimensions de l'ouverture taillée, est de préféren- ce dimensionnée et montée de manière à pratiquer une entaille qui assure un dégagement au-delà des limites de la machine et à être ramenée à une position prédéterminée où ses éléments n'ont plus de contact avec la surface périphérique de la dite ouverture.
Les porte-outils balaient simultanément vers le côté le charbon détaché, ce balayage ayant lieu de préférence des côtés vers l'intérieur, dans des sens opposés, en travers de toute la sur- face du front, jusqu'à un transporteur qui l'évacue rapidement.
Cette action de balayage des têtes, secondée par des dispositifs à râcles, évacue tout le charbon à mesure que la machine taille son entrée ou chambre, ce qui laisse une surface de plancher ou "mur" continuellement lisse, empêche pour ainsi dire toute perte de mor- ceaux disséminés de charbon, et évite un nettoyage manuel.
L'invention offre une machine d'abatage véritablement continue en ce sens que cette machine taille et évacue continuel- lement le charbon à mesure qu'elle se crée son propre passage et ses propres dégagements en progressant à travers le charbon. Ces conditions d'abatage perfectionnées suppriment les risques inhérents aux méthodes cycliques classiques dans lesquelles les multiples opé- rations constamment interrompues accélèrent l'oxydation, outre que l'émiettement du toit qui en résulte exige le retour répété d'hommes et de machines à de telles zones de travail pour terminer le cycle d'abatage.
Grâce au procédé et à l'appareil faisant l'objet de
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l'invention, le charbon est détaché très rapidement de la masse solide par ses outils travaillant comme des ciseaux ou burins, et les toits fraîchement taillés progressent avec une rapidité inconnue jusqu'ici, sans risque de subir une oxydation et la dégradation qui en résulte, outre qu'ils n'exigent pas le retour de la main d'oeuvre ou le séjour de celle-ci dans une zone de travail donnée pendant une période de temps exagérée, comme c'était le cas avec le cycle d'abatage pratiqué jusqu'à ce jour.
D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description donnée ci-après en se référant aux des- sins annexés qui, à titre explicatif mais nullement limitatif, re- présentent certaines formes de réalisation pratiques de ladite in- vention et sur lesquels :
Fig. la et lb, réunies, sont une vue de côté de la machine conforme à l'invention, certaines portions ayant été omises pour la clarté.
Fig. 2a et 2b, réunies, en sont une coupe verticale par la ligne 2-2, des figures 3a et 3b, certaines portions ayant égale- ment été omises.
Fig. 3a et 3b, réunies, constituent une vue en plan de la construction des figures la et lb, certaines portions étant omises.
Fig. 4 est une vue de face de la machine.
Fig. 5 est une coupe par la ligne 5-5 de figure 2a.
Fig. 6 est une coupe par la ligne 6-6 de figure la.
Fig. 7 est une coupe par la ligne 7-7 de figure la.
Fig. 8 est une vue en plan du châssis du transporteur.
Fig. 9 est une vue de côté d'une disposition modifiée des têtes porte-outils.
Fig. 10 est une vue schématique de la machine comportant deux jeux de vérins de propulsion en tandem, et
Fig. 11 est une vue schématique de la machine comportant deux jeux de vérins de propulsion en parallèle.
La machine représentée est composée de la caisse de véhi- cule creuse 1 supportée, en vue de son mouvement, par les chenilles
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à commande indépendante, 2 et 3, qui sont propulsées par les roues à châîne motrices 4, prévues de chaque côté de la partie avant de ladite caisse, ces chenilles étant supportées par les deux jeux de support 5 et 6, comportant chacun cinq rouleaux de bogie et dispo- sés de part et d'autre de la machine. Le brin supérieur de chaque chenille est supporté par une paire de rouleaux de support 7, qui tourillonnent convenablement dans les parois latérales de la caisse 1. A l'arrière, la caisse 1 est supportée par deux roues à chenil- le non commandées, telles que celle représentée en 8, prévues une de chaque côté de la caisse.
Les roues motrices avant 4 sont fixées aux extrémités extérieures de l'essieu 9, la portion intermédiaire du dit essieu étant reliée à l'unité motrice par l'intermédiaire d'un différentiel approprié 10 et de la boîte de vitesses, indiquée en 11. Des organes appropriés de direction par freinage du type classique sont destinés, lorsqu'ils sont manoeuvrés, à bloquer la section correspondante de l'essieu 9 dans le but d'immobiliser une des chenilles pendant que l'autre continue à fonctionner, de maniè- re à effectuer le virage du véhicule.
L'arbre de commande 12 s'étend vers l'arrière de la boîte de vitesses 11 et est monté dans des paliers 13 et 14. Entre ces paliers, l'arbre 12 est pourvu d'un pignon de chaîne 15 et est en- traîné par une chaîne de transmission 16 à partir d'un pignon de chaîne de commande 17, monté sur l'extrémité d'un arbre 18 s'éten- dant à partir d'un réducteur à engrenages 20. L'extrémité d'entrée de ce réducteur 20 est pourvue d'un arbre 21 accouplé à l'arbre 22 du moteur 23 à l'aide de l'accouplement 24. Le moteur 23, est,de préférence, un moteur à courant alternatif triphasé dont on peut faire varier la vitesse pour régler la vitesse de propulsion du vé- hicule. Toutefois, la boîte de vitesses classique 11 est aussi pré- vue, avec le levier de changement de vitesse 25, dans le but de ré- gir la direction et la vitesse du véhicule.
Cette boîte de vitesses peut être pourvue de quatre vitesses de marche avant et d'une vites- se de marche arrière.
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Le moteur de propulsion 23 peut être mis en marche par la manoeuvre d'un bouton-poussoir de commande 26 monté sur un pan- neau qui se trouve à l'arrière de la machine, lequel bouton commande le démarreur de ligne 27. Le câble électrique souple 28 est destiné à transmettre le courant, par l'intermédiaire du démarreur de ligne 27, au moteur 23 et s'étend vers l'arrière, sur toute distance dé- sirée, jusqu'à une position où il est connecté avec la source de courant qui fournit l'énergie électrique à la machine.
Comme représenté aux figures la et 3a, deux paires d'or- ganes 30 et 31 sont fixées aux portions supérieures et inférieures des côtés de la caisse 1 et ces organes sont pourvus/d'évidements cour- bes destinés à recevoir les extrémités de forme correspondante de bras parallèles supérieurs et inférieurs 34 et 35. Les bras paral- lèles 34 et 35 présentent aussi des ouvertures alignées destinées à recevoir des pivots 36 et 37, respectivement, dont les axes coinci- dent avec les centres des portées courbes des évidements 32.
Les bras parallèles 34 et 35 font saillie vers l'avant, entre la caisse 1 et les chenilles respectives, jusqu'en un point situé au delà de l'extrémité avant de la machine ; les extrémités avant des bras inférieurs 35 sont reliées entre elles rigidement par la plaque de base 38, au bord avant de laquelle est fixée une lame coupante 40.
Le tranchant de cette lame 40 est légèrement plus haut que celui des dents des porte-outils inférieurs qui sont situées le plus à l'extérieur. Les bords extrêmes de cette lame divergent vers l'ex- térieur et se terminent au-delà de la portion extérieure extrême des chenilles, de chaque côté de la machine . Deux caissons mutuellement espacés 41 et 42 sont fixés sur le côté extérieur des bras inférieurs 35 et sont fixés rigidement aux extrémités extérieures de la plaque de base 38.
Les caissons 41 et 42 sont percés chacun de trous alignés destinés à recevoir des pivots 43 et 44, qui traversent des trous alignés des plaques extrêmes 45 et 46 desdits caissons, lesquelles plaques sont elles-mêmes fixées à l'extrémité inférieure d'un carter
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à engrenages 47 régnant à peu près sur toute la largeur de la ma- chine. Le côté arrière de ce carter est pourvu de deux paires de pattes mutuellement espacées 48 et 49, qui présentent respective- ment des trous alignés destinés à recevoir des pivots 50 et 51 par lesquels les extrémités avant des bras parallèles supérieurs 34 sont assemblées de façon pivotante. Les oels des pistons 52 et 53 sont aussi fixés de façon pivotante aux pivots 50 et 51.
Ces pis- tons coulissent dans les cylindres 54 et 55 de deux vérins hydrau- liques qui sont assujettis, à leur extrémité inférieure, comme in- diqué en 56 et 57, à des bras de support respectifs 51 et 59 fixés à la caisse 1 du véhicule. Ces vérins sont du type à double effet.
Comme on le voit aux figures 4 et 5, le carter à engre- nages 47 est fait de tôle d'acier épaisse et présente un fond ondulé.
Il est pourvu, au sommet, de brides marginales destinées à recevoir le couvercle 60, qui est amovible.
Dans des positions régulièrement espacées, les plaques avant et arrière du carter 47 sont pourvues de coussinets alignés destinés à recevoir des rangées supérieures et inférieures d'arbres S1 à S10 inclus portant les têtes porte-outils, ainsi que des ar- bres intermédiaires M1 à M4 inclus. L'arbre S2 est destiné à rece- voir directement l'énergie motrice du véhicule par l'arbre de com- mande 61, le joint universel 62 et l'accouplement 63.
Comme on le voit à la figure 5, l'arbre S2 est pourvu, à l'intérieur du carter, d'un pignon de chaîne qui entraîne l'arbre S1 à l'aide d'une chaîne 67. Si les arbres Si et S2 sont disposés de manière à actionner les arbres intermédiaires M1 et M2 et les arbres inférieurs S6 et S7 par l'intermédiaire d'un train d'engre- nages, comme dans l'exemple représenté, l'arbre intermédiaire M2 est aussi disposé de manière à entraîner l'arbre S3 à l'aide d'une chaîne 68. Ainsi, si l'arbre de commande 61 et l'arbre S2 sont ani- més d'une rotation à gauche ou sinistrorsum, (comme on le voit à la figure 5), chacun des arbres S1, S2, S6, et S7 sera également animé d'une rotation sinistrorsum, alors que l'arbre S3 tournera à droite
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ou dextrorsum en raison du fait qu'il est commandé à partir de l'arbre intermédiaire M2.
Entre l'accouplement 63 et la paroi arrière du carter 47, l'arbre S2 est pourvu d'un pignon de chaîne 64 qui entraîne le pi- gnon de chaîne 65 de l'arbre M3 à l'aide d'une chaîne à rouleaux 65. L'arbre intermédiaire M3 tourne à gauche. Toutefois, cet arbre est similairement relié par des engrenages aux arbres S4 et S9 et fait tourner ces arbres à droite (sens dextrorsum). L'arbre inter- médiaire M3 fait aussi tourner l'arbre S8 à gauche, à l'aide d'une chaîne 69. L'arbre S4 fait tourner l'arbre S5 à droite à l'aide d'une chaîne 70, et l'arbre S5 relié par des roues dentées par l'in- termédiaire de l'arbre M4, fait tourner l'arbre S10 à droite.
Grâce à cette disposition des transmissions à engrenages et chaînes, pré- vues tant à l'intérieur qu'à l'extérieur du carter 47, cinq des dix arbres porte-outils sont entraînés dans un sens et les cinq autres en sens inverse,.
On a représenté deux rangs horizontaux contenant chacun cinq arbres commandés, mais on pourrait prévoir trois pu plus de trois de ces rangs. De même, le nombre d'arbres dans chaque rang peut être plus petit ou plus grand que cinq.
Le carter présente intérieurement des nervures transver- sales 71, 72, 73 et 74, présentant chacune des ouvertures ou fenê- tres alignées convenables destinées à recevoir les brins inférieurs et supérieurs des chaînes 67 à 70. Des fenêtres sont aussi prévues au bas de ces nervures pour permettre la libre circulation d'huile à l'intérieur du carter.
Comme on le voit à la figure 2a, l'arbre supérieur Se ne fait pas saillie sur l'extrémité du carter 47 dans une mesure aussi grande que l'arbre inférieur complémentaire S10, et la portion ex- ces térieure de chacun de, 'arbres est pourvue d'une surface hexagonale, indiquée en 75 et 76, destinée à recevoir les manchons hexagonaux complémentaires 78 et 79 des têtes porte-outils supérieures et in- férieures 80 et 81. Les têtes 80 des arbres supérieurs S1 et S2
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sont identiques et pourvues de dents ou outils taillant à gauche, alors que les têtes des arbres S3, S4 et Se-sont identiques et pourvues de dents taillant à droite.
Chacune des têtes 80 est pour- vue d'une section de plaque comportant trois cornes 83, 83a et 83b, qui sont pourvues de dents mais qui comportent, de préférence, des manchons 85 destinés à recevoir des paires amovibles d'outils 86.
Les manchons 85 sont pourvus de tiges de guidage centrales 87 por- tant un manchon 88 destiné à recevoir des outils en Y, 89.
Les têtes inférieures des arbres S6, S7 et S8 sont iden- tiques et pourvues de dents taillant à gauche, et celles des arbres S9 et S10 sont identiques et pourvues de dents taillant à droite.
Chacune de ces têtes est similairement pourvue des cornes 90 et 91 situées d'un cpté des arbres et comportant les manchons 85 qui re- çoivent les dents ou paires d'outils amovibles 86. Ces têtes sont aussi pourvues des tiges de guidage centrales 87 qui portent les manchons 88 recevant les unités à outils en Y détachables 89. Les têtes 81 sont aussi pourvues d'une plaque opposée 84 comportant une corne destinée à supporter le manchon 85 dans lequel est montée une paire d'outils 86. Les outils des plaques opposées 84 sont plus rapprochées de l'arbre que les outils des cornes 91.
Les têtes supérieures 80 et inférieures 81 ont été repré- sentées comme comportant une tige de guidage centrale et au moins deux cornes qui supportent des dents ou paires d'outils coupants.
Les cornes sont de préférence prévues dans différentes positions par rapport à l'axe de rotation de la tête porte-outils, afin de pratiquer sur le front de taille des sillons annulaires distincts, largement espacés, à l'aide de leurs paires d'outils, à l'exception des outils de centrage.
Il y a aussi lieu de noter que chacune des dents ou outils de coupe 86 fait un angle compris entre 15 et 50 degrés, et de pré- férence d'environ 30 degrés, avec l'axe de rotation , et que la pro- jection de l'axe longitudinal de chaque outil est disposée dans le plan et le long de la corde de son arc de rotation sous-tendu, lequà.
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plan est perpendiculaire à l'axe de rotation (vu de l'avant) de la tête porte-outils.
Les plaques qui forment les têtes 80 et 81 peuvent être. fixées (par exemple soudées) latéralement aux manchons respectifs 78 et 79, auquel cas elles seraient déportées par rapport au centre de l'axe desdits manchons. Toutefois, les tranchants des dents 86, qui font un angle avec les plaques, sont tous situés dans un plan contenant l'axe du manchon et s'étendant longitudinalement par rap- port à cet axe. Lorsque les têtes tournent et que le véhicule avan- ce, chaque paire d'outils taille un sillon hélicoïdal sur le front de taille. Il est préférable de donner à chacun-des outils une for- me telle qu'il pratique un évidement qui dégage sa tige.
A mesure que le véhicule avance et que les sillons taillés par les dents aug- mentent de profondeur, la matière qui se trouve entre les dents consé cutives, à moins qu'elle n'ait déjà été brisée, se rapproche de la plaque de la tête, jusqu'à ce qu'elle entre en contact avec les cô- tés des manchons 85 et avec les surfaces courbes affûtées 92 situées entre les cornes. La tête est construite de telle sorte que les dents coupantes situées radialement vers l'extérieur, à partir de la dent de centrage, occupent des positions successivement en retrait dans un plan contenant l'axe du manchon. Cette disposition des dents coupantes confère à chacune des têtes une action de centrage qui tend à maintenir la tête alignée avec l'axe de chaque arbre et à éliminer la poussée latérale.
Celles des dents qui sont les plus rapprochées de l'axe et font saillie sur les dents extérieures se meuvent à une vitesse moindre que ces dernières et enlèvent le char- bon central, ce qui permet aux dents extérieures d'enlever le reste du charbon en travaillant plus efficacement. Une forte proportion du charbon peut être rompue en avant des dents en raison de sa struc- ture stratifiée et de sa nature friable.
Si le charbon qui se trouve entre les sillons concentri- ques n'est pas fracturé par l'effet de la vibration normale de la machine, les manchons 85 des dents 86 le heurteront sur le côté du
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sillon et exerceront sur lui une action latérale de coin qui pro- voquera sa fracture et sa chute.
Le charbon ne se brise pas en un seul bloc, mais éclate et se désagrège suivant ses plans de clivage, et l'action des dents peut quelquefois laisser une saillie circulaie re de charbon sur laquelle les surfaces courbes affûtées 92 compri- ses entre les cornes agiront de manière à la buriner et à la détacher'
Les arbres inférieurs S6 à S10 inclus sont disposés en saillie par rapport à la rangée supérieure d'arbres S1 à S5 inclus, de manière à assurer un effet de dégagement ou de "sous-cave" qui diminue notablement le travail de la rangée supérieure d'outils.
Pour permettre de manoeuvrer la machine ou de la .dégager d'une seule entrée de taille, on peut faire tourner les têtes pour les amener à leurs positions de la figure 4 et relever le carter 47, à l'aide des vérins 54 et 55, ce qui dégage complètement les têtes de la sur- face périphérique de la coupe d'entrée. Le même résultat peut être obtenu sans manipuler les vérins en faisant tourner les têtes, à partir de leurs positions de la figure 4, d'un petit angle suffisant pour amener celles des dents des têtes inférieures qui sont situées le plus à l'extérieur légèrement au-dessus du bord de la lame 40.
Comme représenté aux figures 3a et 6, l'arbre de commande 61 traverse l'ouverture 93 de la portion avant du véhicule, laquelle ouverture est convenablement protégée de manière à empêcher le char- bon d'y pénétrer. Sur un arbre 95 relié à l'arbre 61 par un accou- plement 94 est fixée, entre des paliers 96 et 97, une roue dentée 98 engrenant avec un pignon 99 porté par un arbre de commande inter- médiaire 100 qui tourillonne dans des paliers 101 et 102. Les pa- liers 96, 97, 101 et 102 sont portés par des organes de châssis triangulaires 103 , qui sont soudés à l'intérieur du châssis 1, com- me représenté à la figure 7.
L'extrémité de l'arbre intermédiaire 100 est reliée par un accouplement 104 à l'arbre récepteur 105 de la boîte de vitesses classique 106, qui peut être manoeuvrée à l'aide du levier de changement de vitesse 107. L'arbre primaire 108 de cette boîte'de vitesses est relié par un accouplement 109 à l'arbre
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110 d'un moteur électrique 111; qui, de préférence, est également un moteur à courant alternatif triphasé destiné à être excité à l'aide d'organes de commande appropriés par la même source d'énergie motrice que celle du moteur 23. Le moteur 111 reçoit l'énergie électrique à l'aide d'un câble 112.
Un bouton-poussoir 113 placé sur le panneau de commande installé à l'arrière permet de commander à distance l'excitation du moteur 111 par l'intermédiaire d'un dé- marreur placé près de la source d'énergie non représentée.
On remarquera que le tranchant de la lame 40 est situé à l'arrière de la rangée inférieure de têtes porte-outils et que cette lame s'étend vers l'arrière jusqu'au point indiqué en 114 aux figures la et 4, qui représente le bord arrière de cette lame disposée en travers de la paroi avant des caissons 41 et 42. L'ou- verture existant entre ces caissons portés par la plaque de base 38 est destinée à recevoir l'extrémité avant d'un transporteur dragueur 115.
Comme représenté aux figures 2a, 2b, 7 et 8, ce transpor- teur comprend deux auges stationnaires inférieure 116 et supérieure 117, espacées l'une de l'autre, dont les joues ou parois latérales sont indiquées en 118 et 119. Il règne horizontalement de l'avant à l'arrière du véhicule et s'incline alors vers le haut dans le but d'élever le charbon à un niveau supérieur pour permettre l'incorpora- tion d'un second transporteur 120 à l'arrière de la machine. A cer- tains intervalles convenables, l'auge 117 est pourvue sur sa face de dessous d'entretoises de section en U, 121. L'extrémité avant de cet- te auge supérieure 117 est renforcée et pourvue d'une plaque inclinée 123.
Un tube 124 est fixé aux bords avant de l'auge 117, et la pla- que 123 est disposée de manière à renfermer un arbre 125 dont les extrémités porte des pignons de chaîne 126 et 127/destinés à recevoir les chaînes à rouleaux 128 et 129 du transporteur, composées chacune d'une série de paires de maillons reliés par des axes sur lesquels tournent des rouleaux 122. Les chaînes 128 et 129 sont reliées à cer- tains intervalles par des barres râcleuses transversales 130 qui
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participent à leur mouvement et draguent ou râclent le charbon le long de l'auge 117. Des rails convenables 131 et 132 sont soudés respectivement sur la surface supérieure de l'auge inférieure 116 et sur la face de dessous des entretoises 121 de manière à consti- tuer des organes servant à guider chacune des chaînes 128 et 129.
Ces rails sont disposés entre les maillons respectifs des chaînes du transporteur, et les rouleaux 122 peuvent entrer en contact avec eux, dans le passage des chaînes entre les auges supérieure 116 et inférieure117, de manière à maintenir les maillons à l'écart des auges. Le jeu prévu entre les rails 131 et 132 suffit pour empêcher les maillons et les barres râcleuses transversales 130 de heurter les entretoises 121, mais l'espace ménagé entre eux est plus grand que le diamètre du rouleau de la chaîne, afin d'éviter le contact simultané avec les génératrices supérieures et inférieures des rou- leaux. Deux rails guide-chaîne 133 sont aussi prévus à la surface supérieure de l'auge supérieure 117 pour guider les chaînes le long du brin de retour du transporteur.
Des patins de guidage 134, fi- gure 2a, sont fixés sur les surfaces intérieures des joues 118 et 119, à l'extrémité avant de celles-ci, pour maintenir les chaînes du transporteur avec un jeu correct à leur passage sous le carter 47. Un patin semblable 135, figure 2b, est placé des deux côtés de la portion courbe du transporteur, dans le but d'empêcher les chaînes et les barres transversales de se soulever à l'écart du plateau du transporteur à l'endroit où celui-ci passe vers l'arriè- re dans sa portion ascendante.
A l'extrémité arrière du transporteur, les joues latéra- les sont pourvues de crosses ou plaques de guidage 136, qui présen- tent des fentes alignées 137 à travers lesquelles passe l'arbre 138. Des pignons de chaîne 144 et 145, fixés à cet arbre, effec- tuent l'entraînement des chaînes respectives 128 et 129. Deux coulisseaux formant paliers 140 sont rainurés sur leurs bords su- périeur et inférieur pour s'ajuster de façon coulissante le long des rails ou chemins 141 des plaques de guidage. Une vis de réglage 142 se vissant dans chacune des pattes 143 fixées aux plaques 136
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permet d'ajuster la position de l'arbre 138 pour rattraper le mou des chaînes du transporteur. Ces deux vis de réglage peuvent aussi servir à aligner convenablement chacune des extrémités de l'arbre 138.
La portion intermédiaire de cet arbre traverse un boîtier tubulaire 139 soudé sur une plaque ajustable 117' qui glisse sous l'auge supérieure 117 et est guidée à un certain écartement au-des- sus du brin de retour des barres du transporteur.
L'arbre 138 est prolongé au-delà d'une des joues du trans- porteur et est pourvu d'une boîte à réducteur de vitesse 146 suppor- tée par l'arbre et dont la rotation est empêchée par une barre 146' assujettie sur le côté du transporteur. Ce réducteur porte, de l'autre côté, une poulie 147 à plusieurs gorges recevant des cour- roies trapézoïdales 14$ qui passent autour d'une poulie motrice 149 actionnée par un moteur électrique 150 supporté par un bâti 151 fixé au sommet du transporteur.
Ce moteur 150 est, de préférence, un moteur triphasé de la même tension que les moteurs 23 et 111, de sorte qu'il peut être alimenté par la même source de courant, mais à l'aide d'organes de contrôle différents, car il peut être désira- ble de faire fonctionner le transporteur alors que le moteur de pro- pulsion 23 et le moteur 111 de commande des outils ne fonctionnent pas.
Le transporteur 115, dont le brin de retour est enveloppé et le brin de transport exposé, est destiné à fonctionner à une vi- tesse telle qu'il soit capable d'évacuer le charbon qui se trouve au voisinage des têtes coupantes plus rapidement que le taux de pro- duction de charbon maximum de la machine. L'extrémité avant du transporteur repose sur la plaque de base 38 entre les caissons 41 et 42, et son extrémité arrière est supendue et -fixée par des biel- lettes 152 à la portion arrière du véhicule. Le plateau inférieur 116 du transporteur est supporté au-dessus de la surface du sol.
Si l'on se reporte à la figure 4, on voit que les quatre têtes coupantes portées par les arbres S1, S2, S6 et S7 tournent à gauche de manière à balayer le charbon à partir d'un des côtés de
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la machine vers le transporteur 115 situé au centre, alors que les têtes coupantes portées par les arbres S4, S5, S9 et S10 tournent à droite dans le but de balayer le charbon dans le sens opposé vers le transporteur 115 ou le centre de la machine. Ainsi, outre que les têtes coupantes extérieures extrêmes des rangées supérieures et inférieures taillent le charbon, elles se comportent comme un trans- porteur pour faire mouvoir le charbon vers et jusqu'au centre de la machine, où il est recueilli par le transporteur 115. Les têtes em- pêchent ainsi le charbon de tomber le long du côté de la machine.
Il y a lieu de noter que les têtes coupantes des arbres S1, Se, S6 et S10 situés aux angles taillent le charbon suivant un arc de plus de 180 degrés de leur rotation, en raison de leur dis- position à récouvrement, comme on le voit à la figure 4. Ceci peut être mis en évidence par le fait que le cercle de coupe d'une dent intermédiaire de la tête coupante portée par l'arbre S1 effectue sa coupe du point A au point B, et que ce cercle peut être sensiblement dans le même plan vertical que le cercle de coupe de la dent exté- rieure de la tête coupante portée par l'arbre S1, qui effectue sa coupe du point B au point C, comme on le voit à la figure 9. Celle des dents de la tête de l'arbre S. qui est située le plus à l'exté - rieur effectue sa coupe du point D au point E.
Les têtes intermé- diaires de l'arbre inférieur S7 effectueront leur coupe entre les points C et F, alors que la partie extérieure extrême de la tête de l'arbre S2 effectuera sa coupe de G à D. Les autres têtes intermé- diaires auront une action de coupe similaire.
Au cours de l'avancement du véhicule, les rangées supé- rieures et inférieures de têtes coupantes rotatives taillent dans le charbon une série d'ouvertures ou sillons annulaires correspon- dants, en laissant une série de saillies annulaires centrales sur le toit, les parois ou flancs et le plancher ou "mur" de la mine.
Lessaillies en forme de corne constituées entre les têtes inférieu- res peuvent être enlevées par la lame 40. Celles constituées entre les têtes supérieures peuvent être enlevées du toit par la lame 153,
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qui est montée de façon ajustable sur le carter 47 à l'aide de vé- rins à commande hydraulique 154. Toutefois, des portions des cornes de charbon formées par les têtes coupantes supérieures tombent fré- quemment sur le transporteur, étant donné que les vibrations occas- sionnent leur fracture au cours de l'avancement de la machine à tra- vers le charbon.
Des lames coupantes ajustables 155 et 156 peuvent aussi être prévues sur les côtés du carter 47, comme représenté aux figu- res 3a et 4, pour tailler les sillons entre les têtes coupantes su- périeures et inférieures portées par les arbres SI, S6, S5 et S10, respectivement. Ainsi, à l'aide des quatre lames supplémentaires, un tunnel unique comportant un toit, un plancher et des parois à surface régulière peut être abattu. On peut adjoindre aux lames 155 et 156 des plaques de garde 157 et 158 servant à empêcher que du charbon se crée un passage au-delà des extrémités du carter 47.
Ces plaques guident le charbon vers l'ouverture d'entrée du trans- porteur 115 et sont disposées de façon à s'étendre vers l'extérieur pour correspondre approximativement aux sillons extrêmes taillés par les têtes coupantes supérieures et inférieures, avec un léger jeu, mais elles sont disposées de manière à pouvoir être repliées intérieurement vers le carter 47, dans le but de permettre de ma- noeuvrer la machine lorsqu'il devient nécessaire de la faire reculer ou d'inverser sa marche.
Tous les arbres Si à S10 inclus sont maintenus en synchro- nisme et sont de préférence pourvus, par exemple, d'extrémités he- xagonales propres à permettre de placer correctement les têtes cou- pantes sur lesdits arbres de manière que, au cours de leur rotation, elles ne risquent pas d'entrer mutuellement en collision à cause de leur disposition recouvrement mentionnée précédemment. Pour man- oeuvrer la machine lorsqu'elle ne taille pas, il est préférable de faire tourner les têtes de manière à placer les outils en bas, com- me indiqué'-aux figures la, 2a et 4, et de mettre en marche les vé- rins 54 et 55 de manière à relever en bloc l'ensemble avant, qui
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est guidé par les deux jeux de bras parallèles 34 et 35.
Ainsi, en soulevant en bloc l'ensemble avant, on peut manoeuvrer la machine à l'intérieur du passage qui a été abattu avec un dégagement suffi- sant pour permettre de guider ou rappeler la machine ou de modifier la direction de percement du tunnel par rapport à la taille précé- dente dans un plan horizontal'.
On peut aussi régler les vérins 54 et 55 de manière à re- lever ou abaisser l'ensemble avant et permettre ainsi à l'opérateur de suivre la veine de charbon lorsque celle-ci dévie en élévation.
Le terme "burinage" utilisé dans cette description s'en- tend pour l'action de la pointe d'un outil de coupe qui, en taillant son chemin à travers du charbon vierge, se comporte aussi comme un pic qui fissure, brise et détache la matière.
Cette action de la pointe ou dent de l'outil porté par les têtes coupantes à recouvrement, conjointement avec les plans de clivage du charbon, a pour effet de déloger de la masse solide si- tuée à l'avant des dents de gros morceaux de charbon et d'évacuer ces morceaux hors de la machine, surtout lorsque les dents d'une tête coupante sont sur le point d'atteindre les dégagements prati- qués par les dents d'une tête voisine ou pénètrent dans le charbon à partir du dégagement pratiqué par une tête voisine.
En fait, on trouve de gros morceaux de charbon présentant une moitié du trou pratiqué par les dents de centrage des têtes coupantes supérieures, avec du charbon vierge à l'avant de l'extrémité du trou, ces mor- ceaux ayant évidemment été délogés au moment où le charbon se dé- tache en se brisant en raison de la position plus avancée des têtes coupantes inférieures. La plupart des gros morceaux de charbon sont délogés par des dents autres que les dents de centrages, étant donné que ces morceaux ne présentent qu'une seule marque de dent, et pas d'autres marques. Le charbon enlevé par cette machine con- tient un faible pourcentage de fines, mais pour ainsi dire pas de poussières. Les gros morceaux produits par les dents représentées sont approximativement des cubes de 15 à 20 cm d'arrête.
Les têtes
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agissent de manière à écraser les très gros morceaux entre elles- mêmes et le carter 47 ou la lame, mais la grosseur des morceaux de charbon enlevés peut être déterminée à l'avance, avec un assez bon degré d'exactitude, en réglant les facteurs qui influent sur 1.'en- lèvement du charbon, tels que la position angulaire et l'espacement des dents sur chaque tête., le degré de recouvrement des têtes voi- sines, la projection d'un rang de têtes vers l'avant au-delà des autres, la vitesse de rotation des têtes et la vitesse de progres- sion de la machine à l'intérieur du charbon vierge.
L'hélice de burinage due à la vitesse des têtes et à la progression vers l'avant est mise en évidence par la trace des dents sur les côtés du passa- ge creusé, ainsi que sur certains des morceaux de charbon enlevés par la machine. Il est évident que, à mesure que les têtes rotati- ves pénètrent dans le charbon vierge, chacune des dents effectue sa taille suivant une hélice prédéterminée dont le pas varie avec la vitesse de pénétration dans le charbon vierge. Il est aussi évident que les plans de clivage du charbon concourent à l'enlève- ment du charbon, étant donné que les ciseaux rotatifs intersectent continuellement ces plans au cours de leur avancement dans le char- bon.
La propulsion ou avancement de la machine peut être obte- nue de plusieurs façons, par exemple à l'aide des chenilles dans fin à commande indépendante, 2 et 3, ou par des organes d'entraîne- ment positifs, tels que les vérins à double effet 160 et 161, figu- res Ib, 2b et 3b, qui sont montés à pivot sur des selles ou organes d'appui respectifs, 162 et 163, qui vont d'une des chenilles sans fin 2,3 à l'autre et sont fixés à leur ossature, ou au châssis du véhicule.
Sous certaines conditions, les chenilles sans fin 2 et 3 sont capables de produire l'avancement nécessaire de la machine à l'intérieur du charbon, mais lorsque le poids de la machine devient insuffisant, les roues de toit 164, à bandage de caoutchouc, montées de façon rotative sur le mécanisme élévateur 165 actionné par les vérins hydrauliques 166, sont relevées de manière à exercer une
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poussée sur le toit, dans le but d'accroître l'adhérence tractive des chenilles sans fin, celles-ci pouvant être pourvues de lames d'ancrage supplémentaires propres à accroître la force de traction.
La section d'attache de l'élévateur 165, qui's'étend en travers de la machine, est montée à charnière près des paires opposées de roues 164, de manière à permettre à l'une des paires de roues de toit d'être à un niveau plus élevé que l'autre pour compenser l'irrégu- larité de la surface du toit. Les roues 164 sont montées de manière à rouler dans les canaux constitués par les têtes des arbres S2 et S4.
Lorsque la charge supplémentaire servant à accoître la force de traction à l'aide des vérins puissants 166 de l'élévateur hydraulique ne suffit pas, la propulsion hydraulique positive pro- duite par les vérins de propulsion 160 et 161 peut être appliquée soit seule, soit conjointement avec les chenilles sans fin 2 et 3 et l'élévateur 165.
Les vérins 160 et 161 sont établis de manière à se développer en s'arc-boutant contre les vérins de toit 167 et 168, dont chacun est en quelque sorte une genouillère composée, d'une part, d'un élément d'étai inférieur, constitué par un levier coudé 170 dont un des bras porte une bêche d'artillerie 171 et un patin d'appui 172 et l'autre un sabot 173, et d'autre part, d'un élément d'étai supérieur 174, qui est l'élément le plus long, por- tant à son extrémité un patin ou sabot de toit pivotant 175. Ces deux éléments d'étai 174 et 170 pivotent l'un sur l'autre ainsi que sur l'extrémité extérieure du vérin à double effet correspon- dant 160, 161, à l'aide des axes de genouillère 176, et lesdits éléments sont développés ou contractés entre le toit et le sol ou mur par des vérins hydrauliques à double effet 177 et 178.
Les deux vérins de toit 167 et 168 sont mutuellement entretoisés par des traverses supérieure 180 et inférieure 181, qui sont montées à pivot sur les vérins respectifs de manière à permettre à ceux-ci de se mouvoir l'un par rapport à l'autre.
Lorsque les vérins extensibles 177 et 178 ont été développés de
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manière à pousser le patin de toit 175 contre le toit 33 1 à enfon- cer les bêches d'artillerie 17i dans le sol en vue de la mise en position des vérins de toit, les vérins de propulsion hydrauliques à double effet 160 et 161 peuvent être développés de manière à exercer une poussée contre les axes de genouillères des vérins de toit et à faife avancer la machine. Le taux de progression vers l'avant peut être réglé par le robinet régulateur de commande à main situé au poste de l'opérateur. Le bouton-poussoir de démarrage 182 permet d'exciter le moteur 183, qui fait fonctionner la pompe hydraulique 184 pour admettre du liquide sous pression à chacun des vérins hydrauliques de la machine.
Il est préférable de faire mou- voir lentement la machine avec les têtes porte-outils au contact du front de taille, et lorsque les outils commencent à tailler le char- bon, d'accroître progressivement la poussée d'avancement jusqu'à ce que les deux vérins de toit aient été fermement mis en place et que les vérins de propulsion aient été développés d'une manière égale pour provoquer la pénétration de la machine dans le charbon. On augmente alors la pression hydraulique des vérins de propulsion jusqu'à ce que la machine ait atteint une vitesse d'avance prédé- terminée de l'ordre de quelques mètres par minute dans le charbon vierge. En faisant varier l'admission de liquide d'un seul des vérins de propulsion, on peut diriger la machine suivant un parcours courbe.
Si l'on n'utilise qu'un seul jeu de vérins de toit et de propulsion, le mouvement de la machine est, bien entendu, intermit- tent, ce qui exige que les vérins de toit 167, 168 et les vérins de propulsion 160, 161 soient retractés à la fin de chacune des courses d'avancement, mais on peut obtenir une progression positive en doublant les jeux de vérins de toit et de propulsion de façon que le premier jeu puisse fonctionner de manière à faire avancer la machine, pendant qu'on rétracte le second et qu'on le remet à même de recommencer à faire avancer la machine avant que les éléments du premier jeu aient été complètement développés.
Ainsi, les jeux
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peuvent être disposés en tandem, comme représenté schématiquement à la figure 10, dans laquelle un jeu arrière de vérins de toit 184, 185 et un jeu arrière de vérins de propulsion 186, 187, ont été adjoints à la disposition déjà décrite, ce second jeu 186, 187 ayant été calculé de manière que ses éléments se développent plus rapidement que ceux du premier jeu de vérins de propulsion 160, 161 pour contracter ceux-ci tout en se substituant à eux pour faire avan- cer la machine à la même vitesse. Une variante consiste à placer les deux jeux de vérins en parallèle, comme représenté à la figure 11 où l'on voit que le jeu de vérins de propulsion 160, 161 et leurs vérins de toit 167, 168 sont placés en parallèle avec le jeu identique de vérins de propulsion 188, 189 et leurs vérins de toit 190, 191.
Ces jeux sont placés côte à côte, mais sont commandés séparément, de manière à assurer automatiquement un avancement con- tinu positif de la machine. Les robinets régulateurs ou distribu- teurs commandant ces vérins hydrauliques à double effet sont établis de façon qu'ils provoquent le développement d'un des jeux de vérins de propulsion et que, avant que les éléments de ce jeu aient atteint leur position développée finale, ils assurent la mise en place et la mise en marche des éléments de l'autre jeu, afin qu'ils secondent l'action des éléments du premier jeu pendant le transfert de la charge.
Une fois ce transfert effectué, le jeu précédemment en charge est rapidement rétracté et remis en état pour être prêt à se substituer à l'autre jeu en vue de l'avancement, l'avancement continu de la machine d'abatage dans le charbon étant ainsi assuré.
Certaines formes de réalisation préférées de l'invention ont été représentées et décrites pour faire comprendre ladite inven- tion, mais il doit être bien entendu que celle-ci est susceptible de recevoir d'autres formes de réalisation et de nombreuses modifi- cations de détails qui rentrent dans le cadre et l'esprit de ladite invention.