<Desc/Clms Page number 1>
" Etançon de mine en acier, formé de deux éléments." Demande de brevet déposée en France le 8 juillet 1948 Demande de brevet d'addition déposée en France le 9 avril 1949.
Etant donné que la pose des étançons de mine, dépend de la force du mineur, il n'était pas possible jusqu'à présent d'augmenter la charge dite de coincement au delà d'un niveau déterminé. Cette opération est fonction de la force du mineur chargé de la pose de l'étançon et cette raison suffit pour ren- dre inévitables les différences de résistance à la charge des différents étançons. De plus, dans un étançon agissant unique- ment par friction, la pénétration de l'élément supérieur n'en- traîne aucune augmentation de la charge absorbée. Les étançons de ce genre portent environ 10 tonnes et comme les surfaces de coincement produisent un frottement fer sur fer, la descente de
<Desc/Clms Page number 2>
de l'élément supérieur entraîne même une réduction de 50% en- viron de la résistance à la charge.
Pour obtenir une augmentation de la résistance, il est nécessaire d'augmenter l'adhérence entre les surfaces de freinage. On l'obtient en utilisant des éléments supérieurs en forme de coin. En effet, la pénétration de l'élément supé- rieur exige dans ce cas non seulement un travail de frottement, mais également un travail de déformation. Mais un étançon de ce genre n'assure une augmentation de la résistance que lors- que l'élément supérieur a été enfoncé assez loin dans le dis- positif de verrouillage.
Il existe également des étançons dont la résistance est déjà relativement importante pour une profondeur de péné- tration moindre. Dans ce cas, l'élément supérieur, qui présen- te alors des faces parallèles, est accouplé par friction à un sabot entraîné sur une longueur déterminée au cours de la pé- nétration de l'élément supérieur et qui, grâce à sa conforma- tion en coin, fournit le travail de déformation pendant ce dé- placement relativement faible. Lorsque le sabot est immobilisé, ces étançons agissent alors uniquement par friction et sont donc protégés contre les surcharges. L'utilisation de garnitu- res à grand coefficient de frottement en métal non ferreux per- met d'éviter la diminution de la résistance de charge au cours de la pénétration de l'élément supérieur.
Mais leur fonctionne- ment dépend beaucoup du contrôle des conditions de frottement sur les différentes surfaces de glissement. En l'espèce, il est nécessaire de maintenir une différence de frottement uni- forme sur certaines surfaces.
Alors que, dans les étançons connus jusqu'à présent, la résistance à la charge est uniquement fonction de la force que peut appliquer le mineur, ou n'est augmentée que par la pé- nétration de l'élément supérieur sous la pression du toit en voie d'affaissement, le but de la présente invention est d'ob- tenir dès le début, c'est-à-dire immédiatement après la pose ,
<Desc/Clms Page number 3>
de l'étançon, une résistance plusieurs fois supérieure à celle qu'on a pu jusqu'à présent obtenir avec des étançons à friction.
A cet effet, on utilise suivant l'invention un dispositif de coincement qui, alors que l'élément supérieur est librement obile, reçoit une tension supérieure à la tension nécessaire à l'obtention de la résistance désirée, en combinaison avec le frottement produit entre les surfaces de freinage. On prévoit en même temps des dispositifs auxiliaires dont la manoeuvre, au cours de la pose de l'étançon, permet de réduire la tension du dispositif de coincement pour la faire agir sur l'élément supérieur.
Un étançon de ce genre présente le grand avantage que sa charge nominale est indépendante de la force que peut appli- quer le mineur, et il permet également de remédier à l'inconvé- nient des étançons connus, dans lesquels l'augmentation de la résistance au delà de la charge de coincement dépend du con- trôle des conditions de frottement dans le mécanisme du dispo- sitif de verrouillage. D'autre part, pour ménager le toit, il est avantageux que l'étançon puisse opposer sa pleine résistance immédiatement après la pose, pour supprimer l'affaissement par pénétration des étançons connus, qui était jusqu'ici nécessaire à l'obtention de la résistance nominale.
Pour la mise en oeuvre de l'invention, on utilise, de préférence, un collier de coincement qui prend appui sur l'élé- ment inférieur de l'étançon et qui est élastiqueent élargi par un dispositif de blocage tant que l'élément supérieur est libre- ment mobile. Il est alors soumis à une tension supérieure à la tension de fonctionnement, et il est libéré par le dispositif de blocage pendant la pose. Il serre ensuite l'élément supérieur avec une force telle que, grâce à la friction d'accouplement qui lui est propre, l'étançon puisse ensuite résister à la pleine charge. Lors du dépilage, le collier de coincement est de nou- veau élargi à l'aide du dispositif de blocage, ce qui augmente également sa tension, et l'élément supérieur de l'étançon est de nouveau libéré.
Il y a lieu de veiller à ce que les tensions
<Desc/Clms Page number 4>
restent au-dessous de la limite d'élasticité, même lorsque l'élargissement du collier atteint son maximum. Pour obtenir des contraintes élastiques uniformes dans le collier de coin- cement, la partie de son pourtour soumise à ces contraintes est conformée en support à résistance uniforme, la section transversale étant à cet effet progressivement augmentée en direction du point diamétralement opposé à l'ouverture, et ce de telle manière que le même couple de flexion se présente dans toutes les sections radiales.
Lorsque le dispositif est combi- né avec un élément supérieur tubulaire par exemple, cet agen- cement permet d'appliquer le collier de coincement uniformément sur tous les points du pourtour pour l'obtention d'une force de coincement uniforme, tandis que le collier lui-même maintient sa forme circulaire au cours de l'élargissement.
Le collier de coincement peut agir directement sur l'élément supérieur de l'étançon, mais on peut également inter- caler des sabots de freinage spéciaux. Dans ce cas, on peut mu- nir les sabots de garnitures à grand coefficient de frottement.
Pour obtenir la même force de coincement malgré l'usure, on pré- voit suivant l'invention un ou plusieurs sabots en forme de coin, réglables dans le sens vertical, l'agencement étant alors tel que les coins puissent descendre sous l'action de leur propre poids, ou que leur pénétration dans le dispositif de verrouilla- ge soit assurée par des ressorts lorsque l'étançon est desserré.
L'angle du coin est alors choisi par rapport au frottement pro- duit par ses surfaces de friction, de manière qu'il ne. soit pas entraîné par le déplacement de l'élément supérieur pénétrant dans l'élément inférieur sous l'action de la charge. La poussée des ressorts est choisie suffisamment faible pour que l'élément supérieur soit toujours maintenu pendant le dépilage, et que cet élément ne soit dégagé que par un soulèvement du coin. Pour la pose de l'étançon, le coin présente cet avantage qu'il reste automatiquement dans sa position pendant l'extension de l'élément supérieur, et que le mineur peut donc disposer de ses deux mains pour l'exécution d'autres opérations.
<Desc/Clms Page number 5>
Les sabots de freinage, interposés entre le collier de coincement et l'élément supérieur de l'étançon présentent une face postérieure incurvée en fonction du diamètre intérieur du collier de coincement, afin que le contact soit parfaitement assuré même sur ce côté pour une transmission irréprochable de la pression. Lorsqu'on prévoit plusieurs sabota de freinage, ils sont répartis par paires et symétriquement par rapport à l'ouverture du collier recevant le dispositif de blocage.
Le collier de coincement peut être soudé à l'élément inférieur, de préférence cvlindrique, de l'étançon, ou à une fourrure circulaire de cet élément, sur la moitié diamétrale- ment opposée au dispositif de blocage. Aux extrémités de la sou- dure, on pratique dans l'élément inférieur des fentes verticales de façon que l'extrémité supérieure de cet élément inférieur por- tant le collier de coincement puisse suivre les déformations élastique de ce dernier.
Le dispositif de blocage du collier de coincement peut être constitué par un coin réglable, guidé dans des gâches spé- ciales de la fente qui écarte les extrémités de ce collier. Un dispositif de blocage particulièrement approprié est constitué par une came rotative, interposée entre les extrémités du collier ou des branches de prolongement de celui-ci, et dont les deux faces présentent des rampes hélicoïdales coopérant avec des rampes correspondantes ménagées sur les branches du collier.
Ces dernières rampes peuvent être prévues sur des butées ne pou- vant pas tourner et encastrées éventuellement dans des logements des extrémités du collier ou des branches de prolongement de ce collier.
Des formes d'exécution données à titre d'exemple non limitatif, sont représentées aux dessins ci-annexés, dans les- quels:
<Desc/Clms Page number 6>
La fig. la est une vue en coupe verticale, suivant la ligne a-a de la fig. ld, d'un étançon suivant l'invention.
La fig. lb est une vue en élévation de l'étançon, pri- se dans le sens de la flèche b de la fige la.
La fig. lc est une vue en élévation, avec uoupe par- tielle suivant la ligne III-III de la fig.ld du dispositif de blocage.
La fig. ld est une vue en plan du collier de coincement, avec coupe horizontale partielle au niveau de la face supérieure de ce collier.
La fig. 2a est une vue en élévation latérale d'un étançon dans lequel le collier de serrage repose sur des supports solidaires de l'élément inférieur.
La fig. 2b est une vue partielle de face de ce même étançon.
La fig.2c est une vue en plan de l'étançon, avec coupe horizontale suivant la ligne c-c de la fig.2.
La fig. 2d est une vue sur la face inférieure du col- lier de serrage élastique.
La fig. 2e est une vue en plan avec coupe partielle des supports de l'élément inférieur de l'étançon.
La fig. 3a est une vue de face d'un dispositif de verrouillage comportant deux colliers de serrage superposés.
La fig.3b est une vue de profil en élévation, de ce même dispositif de verrouillage.
La fig.3c est une vue en plan du collier de serrage, avec coupe suivant la ligne c-c de la fig. 3a.
La fig.4a est une vue en coupe horizontale d'un dis- positif de verrouillage à deux colliers concentriques.
La fig.4b est une vue en coupe similaire d'un dispo- sitif de verrouillage comportant deux colliers de serrage agen- cés d'une manière un peu différente.
La fig.5a est une vue de face d'un dispositif de ver- rouillage à collier hélicoïdal.
<Desc/Clms Page number 7>
La fig.5b est une vue de profil de ce dispositif.
La fig.5c est une vue en coupe axiale dans un plan parallèle au plan de la fig.5a.
La fig. 5d est une vue en plan du manchon annulaire, avec coupe suivant la ligne d-d de la fig.5a.
La fig.5e montre le collier développé.
La fig.6a est une vue de face d'un dispositif de ver- rouillage comportant un collier de serrage agissant sur l'extré- mité supérieure fendue de l'élément inférieur de l'étançon.
La fig.6b est une vue en coupe axiale dans un plan perpendiculaire au plan de la fig.6a.
La fi.6c est une vue en plan du dispositif de ver- rouillage avec coupe par un plan horizontal suivant la ligne c-c de la fig.6a.
La fig.7a est une vue de face d'un dispositif de ver- rouillage comportant un coin annulaire interposé entre le collier et l'étançon.
La fig.7b est une vue en coupe axiale dans un plan perpendiculaire au plan de la fig.7a.
L'élément inférieur 1 et le pied 2 de l'étançon sont cylindriques, tandis que l'élément supérieur est constitué par un profilé en I présentant des ailes 3 et une âme 4. A l'extré- mité supérieure de l'élément supérieur est fixée la couronne 5.
Dans l'étançon suivant l'invention, l'organe essentiel du dispo- sitif de verrouillage est constitué par le collier de coincement 6, qui peut par exemple recevoir une section transversale en U.
La partie de ce collier opposée à l'ouverture est soudée à l'élé- ment inférieur. La soudure commence au droit des fentes 7 (fig.lb ) La section du collier va en croissant en direction du point dia- métralement opposé à l'ouverture.
L'effet de coincement du collier est obtenu à l'aide de sabots de freinage 8 et 9 munis de garnitures de friction 5 et 54 qui agissent sur l'âme 4 de l'élément supérieur. Le sabot 8 présente des talons 57 et 58. Le talon 58 est engagé dans une
<Desc/Clms Page number 8>
ouverture pratiquée dans l'élément inférieur de l'étançon. Les sabots 9 présentent des talons 59 et 60. Le but de ces talons est de retenir les sabots dans le collier de coincement lorsque l'étançon est desserré, pour éviter leur perte.
Le sabot 9 est constitué par un coin dont la section diminue de haut en bas. Il s'appuie contre une butée 55 également en forme de coin qui fait partie du collier de coincement. Ce sabot 9 est constamment rappelé vers le bas par un ressort rela- tivement faible 56.
Le dispositif de blocage comporte des butées 61, repré- sentées en élévation sur la fig. le et encastrées dans des loge- ments formés par des nervures 62 rapportées sur les faces supé- rieure et inférieure des branches du collier de coincement. Sur les faces en regard l'une de l'autre, les butées 61 présentent des rampes dont l'inclinaison est indiquée par le développement de la fig.lf. Entre ces butées est montée sur un tourillon 65 une came de blocage rotative 63 munie de cornes 64. On peut ré- aliser un réglage de précision du dispositif de blocage en in- sérant des plaquettes de faible épaisseur entre les butées 61 et le collier de coincement 6.
Le fonctionnement de l'étançon suivant l'invention ré- sulte du fait que le collier de coincement est plus ou moins ouvert suivant la position de la came 63. A partir d'une certai- ne ouverture, le collier libère les sabots de freinage, et on peut déplacer à volonté l'élément supérieur de l'étançon. Le collier est alors plus fortement tendu que lorsqu'il agit sur l'élément supérieur. La pose de l'étançon a lieu dans cette po- sition du collier de coincement. Lors de l'extension de l'élément supérieur, celui-ci est maintenu par le sabot de freinage en forme de coin 9. La charge de pose ayant été appliquée à l'étan- çon à l'aide d'un dispositif approprié quelconque, on fait tour- ner la came 63 de façon à libérer le collier de coincement qui agit alors sur les sabots de freinage 8 et 9 et, par conséquent, sur l'élément supérieur de l'étançon.
La came elle-même est alors
<Desc/Clms Page number 9>
soustraite au serrage élastique du collier, et peut tourner librement sur son tourillon. Pour le dépilage, on fait tourner la came 63 dans le sens opposé. Le collier est de nouveau ou- vert et séparé des sabots de freinage. Grâce à la présence du sabot en forme de coin 9, l'élément supérieur de l'étançon ne peut s'enfoncer brusquement. et élément n'est libéré que lorsqu' on soulève le coin 9, et il peut ensuite pénétrer dans l'élément inférieur. Par ailleurs, le sabot en forme de coin 9 sert égale- ment au rattrapage de l'usure, et maintient toujours uniforme la force exercée par le collier sur l'élément supérieur. On fait tourner la came en assénant des coups de marteau sur les cornes 64.
Pour le dépilage à distance, il est possible de fixer un levier de prolongement sur l'une des cornes et d'agir sur ce le- vier à l'aide d'un câble ou d'une chaîne. L'agencement peut être tel que l'étançon dégagé puisse être retiré du champ de dépilage, à l'aide du câble ou de la chaîne.
Ainsi que l'indique la fig. 1d, la partie du collier 6 soudée à l'élément inférieur de l'étançon présente une section qui va en croissant entre les sabots et le point diamétralement opposé à l'ouverture du collier. Cette partie du collier fait office de ressort et chaque section radiale doit présenter le même couple de flexion. Par contre, les extrémités du collier, entre les sabots de freinage et le point d'attaque du dispositif de blocage, doivent être aussi rigides que possible. Ces parties du collier font office de leviers grce auxquels l'élargissement du collier n'exige que la moitié de la force avec laquelle ce collier agit sur l'élément supérieur par l'intermédiaire des sa- bots de freinage.
Dans les étançons destinés à supporter des charges plus faibles, on peut utiliser un élément supérieur tubulaire cylin- driaue et le collier de coincement peut agir directement sur cet élément, éventuellement par l'intermédiaire d'une garniture à haut coefficient de frottement interposée entre le collier et l'élément supérieur.
<Desc/Clms Page number 10>
Ici également, le collier de coincement est réalisé de façon que son épaisseur augmente à partir des fentes vers la partie opposée.
Cette réalisation présente le grand avantage de per- mettre au collier de conserver sa forme annulaire pour n'importe que dégré d'ouverture et dans ce cas l'effort de coincement se reparti uniformément sur toute la périphérie de l'élément supé- rieur. Jusqu'à présent l'emploi d'un élément supérieur cvlindri- que n'était pas possible à cause de la difficulté de répartir uniformément les efforts.
La présente invention, permettant l'emploi de tels élément supérieurs cylindriques, permet une économie de poids et facilite la construction des étançons qui se composent de très peu de parties séparées.
Pour réunir le collier de serrage aux autres pièces de l'étançon, afin qu'il ne puisse se détacher et se perdre, le dit collier repose suivant la présente invention sur l'élé- ment inférieur, et il est maintenu dans des supports, prévus sur cet élément au-dessous de ce collier et répartis sur le pourtour avec des intervalles tels que le collier, muni de ta- lons à griffes, puisse être inséré de haut en bas entre les supports et engagé par ses talons dans ceux-ci par un mouvement de rotation autour de l'axe de l'étançon. Les évidements des supports et les talons peuvent présenter des rampes obliques agencées de manière telle que le mouvement de rotation du col- lier produise un blocage par coincement.
Si le collier est main- tenu dans cette position par un dispositif de blocage, il est rendu solidaire de l'élément inférieur et ne peu se perdre.
Pour l'ouverture du collier et pour sa contraction, on utilise simplement un coin qu'on fait pénétrer à force et verticalement dans la fente de ce collier.
Lorsqu'il s'agit de desserrer l'étançon, on ouvre le collier en enfonçant le coin, de façon que ce collier soit ten- du au delà de la tension de travail. Par contre, pour la mise
<Desc/Clms Page number 11>
en place de l'étançon, on dégage le coin, ce qui permet au col- lier de s'appliquer contre l'élément supérieur tubulaire. Après un recul déterminé, le collier présente encore sa tension propre, suffisante pour coincer l'élément supérieur avec une force qui, compte tenu de la friction, suffit pour assurer à l'étançon la résistance à la charge désirée.
Suivant la présente invention, de la manière décrite ci-après, la course du coin est limitée par des butées pour évi- ter qu'après usure des garnitures de freinage du collier de ser- rage, ce dernier n'exécute, lors du dégagement du coin, une course supérieure à la course prédéterminée avant de s'appliquer contre l'élément supérieur et par conséquent ne s'y appuie qu'a- vec une force insuffisante.
Lors du déblocage du coin, le collier de serrage s'ap- plique fortement sur le pourtour de l'élément supérieur. Dès que cette position est atteinte, un déplacement supplémentaire du coin le dégage immédiatement et complètement. Les limites du déplacement du coin sont donc déterminées de telle manière qu'il ne puisse plus se déplacer que de quelques millimètres dans le sens du déblocage dès que le collier touche l'élément supérieur, pour être ensuite complètement dégagé. Or, s'il s'est produit une usure au point de serrage de l'élément supérieur, le collier ne touche pas encore l'élément supérieur lorsque le coin est arrêté par la butée qui limite sa course.
Au contraire, le coin reste serré dans le collier, et le mineur reconnait à ce fait que l'étançon ne possède pas encore la résistance prescrite à la charge, c'est-à-dire qu'il doit être changé. La limitation de la course peut être assurée par un talon prévu sur le coin de manoeuvre, et par une butée devant être soudée sur l'élément inférieur après l'assemblage de l'étançon. De cette façon, on peut également déterminer la position exacte de la butée par un essai préalable. En même temps, on empêche ainsi la perte du coin de manoeuvre.
La nouvelle réalisation de l'étançon de mine présente
<Desc/Clms Page number 12>
une importance particulière comme élément de soutènement dans les cas où il s'agit d'absorber des pressions relativement faibles du toit et où le poids d'étançons tels que ceux uti- lisés pour le soutènement définitif en cas de gisement horizon- tal n'entre pas en considération. Il s'agit dans le présent cas de l'utilisation d'un étançon faisant office d'étançon de sou- tènement avancé et de soutènement définitif pour un gisement en pente.
Alors qu'on adopte pour l'étançon de soutènement avan- cé une charge nominale de 8 tonnes, on doit prévoir des charges nominales de 10 et 12 tonnes pour un étançon de gisement en for- te pente. Pour qu'il soit possible de satisfaire à des conditions de travail variable avec des étançons constitués par des éléments d'un modèle autant que possible unique, il est préférable, pour la fabrication en grande quantité, de pouvoir utiliser un même profilé aussi bien pour l'élément supérieur que pour l'élément inférieur, et d'assurer les différentes résistances à la charge par changement ou modification du collier de serrage.
On atteint ce but d'une manière particulièrement simple suivant une autre caractéristique de la présente invention en utilisant non pas un seul collier, mais éventuellement plusieurs colliers produisant séparément ou ensemble la pression de coincement.
Par exemple, on peut superposer plusieurs colliers coaxiaux. Ceux-ci peuvent avoir la même hauteur et produire la même pression de coincement. Mais ils peuvent également fournir des pressions de coincement progressivement différentes. Les fen- tes de plusieurs colliers peuvent être exactement superposées, et le serrage ou le desserrage des colliers peut avoir lieu à l'aide d'un même coin engagé dans ces fentes alignées. Au lieu de faire pénétrer le coin de haut en bas, la position la plus basse étant alors celle de la plus grande tension des colliers et correspondant par conséquent à la position desserrée de l'é- tançon, on peut également, et de préférence, orienter l'extrémi- té de plus grande section du coin vers le bas. Dans ce cas, le
<Desc/Clms Page number 13>
coin occupe sa position inférieure après la mise en place de l'étançon.
Il ne peut donc pas être desserré par des fragments de roche ou d'autres objets tombant fortuitement sur le coin.
Lors de l'utilisation de plusieurs colliers on peut régler l'étançon sur une charge nominale plus ou moins élevée sans procéder à des modifications constructives. L'et étançon permet donc une adaptation particulièrement favorable.
Pour matérialiser le principe des colliers de serrage multiples, on peut également utiliser des colliers coaxiaux mais concentriques. Le collier extérieur peut alors être en contact parfait avec tous les points de la surface extérieure du collier intérieur, et renforcer uniformément la. pression de friction exer- cée par le collier intérieur sur l'étançon. Mais le collier ex- térieur peut également entourer librement le collier intérieur et n'agir que sur les branches délimitant la fente de ce collier intérieur. Dans le premier cas, on peut faire agir successive- ment deux coins pour le serrage et le desserrage des deux col- liers. Dans le deuxième cas, la mise sous tension du collier in- térieur, à l'aide d'un seul coin par exemple, produit également l'ouverture du collier extérieur.
Le degré d'écartement des branches du collier est pro- portionel à l'augmentation de la pression de coincement. Par rapport au dégré d'ouverture, l'augmentation de la pression de coincement est d'autant plus grande que le collier de serrage est plus court. On peut comparer sensiblement ces conditions à celle d'un effort de traction produit par un ressort de traction plus ou moins long. Un ressort de traction relativement court produit, pour un allongement plus court, la même force qu'un ressort plus long, de dimensions par ailleurs égales, pour un allongement plus important. Dans le ressort plus court, le rap- port entre l'allongement du ressort et la modification de sa force est supérieur à celui d'un ressort plus long.
Bien enten- du, les tolérances admissibles pour un ressort plus long sont plus grandes que pour un ressort plus court, même pour !les va-
<Desc/Clms Page number 14>
leurs différentes de cette force. Dans le cadre de la présente invention, ces points de vue peuvent conduire au remplacement du collier de serrage, formant presque une spire autour de l'é- lément supérieur de l'étançon, par des ressorts entourant l'élé- ment supérieur sous la forme de deux spires ou plus. A cet effet, on peut utiliser un ressort hélicoïdal. Dans ce cas, il faut, bien entendu, que le collier forme un support à résistance uni- forme le long de la partie périphérique soumise à une contrainte élastique, et ce par le fait que sa section transversale augmente progressivement depuis la fente jusque vers son milieu.
Dans un collier enroulé en hélice autour de l'élément supérieur de l'étançon, les branches commandées par le coin ne sont plus placées au même niveau. Pour le serrage d'un collier multiple de ce genre, il faut donc avoir recours à un artifice, en ce sens que le coin vertical utilisé pour le serrage présente une coulisse également verticale par laquelle il est guidé sur des broches fixées d'une manière quelconque à l'élément inférieur de l'étançon, de préférence sur un manchon qpécial prenant appui sur l'élément inférieur.
Tandis que, dans les réalisations décrites jusqu'ici, le collier élastique constituant l'élément essentiel du disposi- tif de verrouillage repose sur l'élément inférieur de l'étançon, on peut également imaginer une réalisation dans laquelle le col- lier élastique n'est pas serré directement sur l'élément supéri- eur, mais agit sur celui-ci par l'intermédiaire de l'extrémité supérieure de l'élément inférieur, cette extrémité supérieure de l'élément inférieur présentant, à cet effet, des fentes ver- ticales lui permettant de se dilater ou de se contracter radiale- ment sans opposer de résistance appréciable. Bien entendu, il est alors nécessaire de prévoir sur cette extrémité supérieure de l'élément inférieur des butées supérieures et inférieures empêchant tout déplacement du collier bers le haut ou vers le bas.
Dans ce cas, la garniture de friction est de préférence prévue entre l'extrémité fendue de l'élément inférieur et
<Desc/Clms Page number 15>
l'élément supérieur, et est rendue solidaire de l'extrémité supérieure de l'élément inférieur.
Dans les dispositifs de verrouillage d'étançons de mine compirtant des garnitures de friction, il est nécessaire de rattraper l'usure de ces garnitures. Dans l'étançon suivant la présente invention, une solution de ce problème consiste à prévoir, entre le collier de serrage élastique et l'élément su- périeur de l'étançon, une bague à section en.coin dont l'extré- mité la plus grosse est dirigée vers le haut, qui est entourée par le collier de serrage, et sur le pourtour croissant de bas en haut de laquelle ce collier s'adapte, étant donné que son épaisseur va en croissant de haut en bas. Un coin annulaire de ce type prend appui sur l'élément inférieur et présente des rebords supérieur et inférieur entre lesquels le collier de serrage, dont la hauteur est inférieure à la distance entre ces rebords, peut se déplacer axialement.
Le collier de serrage ou- vert et par conséquent desserré par enfoncement du coin annu laire tombe sur le rebord inférieur de ce dernier lorsque l'é- tançon est desserré. Lors du desserrage du coin annulaire, dont la section décroît dans ce cas de haut en bas, le collier est d'abord entraîné de bas en haut par le coin jusqu'à ce qu'il soit serré sur l'élément supérieur et le maintienne solidement.
L'usure de la garniture de friction a lieu par le fait que, lors du desserrage du coin, le collier est déplacé de bas en haut sur ce coin avant de serrer l'élément supérieur. De cette façon, l'action exercée sur le coin de serrage, action qui a lieu prin- cipalement pendant la mise en place de l'étançon, rattrape auto- matiquement tout usure qui pourrait se produire. Si la rampe du coin est orientée dans le sens opposé, il est, bien entendu, également nécessaire d'orienter dans le sens opposé l'inclinai- son de la. rampe entre le collier de serrage et sa surface d'appui.
Les garnitures de friction par l'intermédiaire des- quelles la surface intérieure du collier de serrage agit sur l'élément supérieur doivent être reliées au collier de telle
<Desc/Clms Page number 16>
manière qu'elles ne puissent pas s'échapper. A cet effet, elles sont encastrées, d'une manière en soi déjà connue, dans des logements pratiqués dans la paroi intérieure du collier de serrage. Afin que les garnitures de friction puissent partici- per aux mouvements d'ouverture et de fermeture du collier de serrage, le fond des logements du collier peut présenter des saillies en forme de crochets, autour desquelles on coule le métal des garnitures de friction. Ces saillies font alors of- fice d'éléments d'ancrage.
On peut prévoir le même agencement lorsque les garnitures de friction sont disposées, non pas sur la paroi intérieure du collier de serrage, mais sur la paroi intérieure de l'extrémité supérieure fendue de l'élément infé- rieur de l'éLançon.
L'utilisation du nouvel étançon aux endroits où il importe qu'il ait un faible poids, conduit à construire l'élé- ment supérieur aussi bien que l'élément inférieur, non pas en acier, mais en alliages de métaux légers, tandis qu'on envisage plus particulièrement des alliages d'acier pour les colliers de serrage par suite des contraintes élastiques élevées qui se dé- veloppent dans ces colliers. Dans tous les cas, la matière des garnitures de friction doit être telle qu'on utilise ainsi l'ac- tion conjointe des métaux choisis, frottant l'un sur l'autre.
L'étançon suivant la présente invention présente un grand avantage en ce sens qu'il est capable de résister à la totalité de la charge nominale immédiatement après sa mise en place. Alors que, dans les élançons existants de ce type, la charge nominale n'est atteinte qu'en fonction de l'effort exer- cé par l'ouvrier fermant le dispositif de verrouillage, en enfon- çant un coin par exemple à coups de marteau pendant la mise en place de l'étançon.
La tension du collier de serrage, suivant la présente invention, qui est plus élevée lorsque l'étançon est desserré, est réduite à la valeur correspondant à la charge nominale par desserrage complet du coin, c'est-à-dire que la pression de coincement nécessaire du dispositif de verrouillage
<Desc/Clms Page number 17>
est totalement indépendante des opérations exécutées par l'ou- vrier. Suivant la présente invention, on utilise le collier de serrage sous la forme d'une pièce étalonnée incorporée à l'étan- çon, et qui détermine donc avec certitude la résistance de l'é- tançon à la chare.
Etant donné que pour le desserrage de l'étançon il suffit d'ouvrir très faiblement le collier de serrage pour l'amener de la position de travail à la position de repos, l'an- gle du coin de manoeuvre peut être relativement faible, de sorte qu'il est possible, avec des efforts contrôlables, d'amener la tension du collier au delà de la tension de travail pour une course raisonnable du coin de commande.
Dans l'agencement que montrent les figs. 2a à 2e, l'élément inférieur 10 de l'étançon, de même que l'élément supérieur 11, portant la tête 12, sont constitués par des tubes cylindriques: A l'aide d'ergots 48, l'élément supérieur.11 est guidé dans l'élément inférieur de façon à ne pas pouvoir s'échap- per. e dispositif de verrouillage est constitué par un collier élastique 13, qui se coince de lui-même sur l'élément supérieur 11 par l'intermédiaire d'une garniture de friction 14, et qui présente aux extrémités de ses branches des griffes 19 entre lesquelles peut s'engager plus ou moins le coin de commande 20, en prise avec des rainures appropriées 21.
Lorsque le coin 20 est desserré, c'est-à-dire lorsqu'il est déplacé de bas en haut, la pression de serrage du collier 13 agit sur l'élément supérieur, qui peut ainsi résister à la charge nominale. Si le coin 20 est enfoncé de façon suffisante pour que le collier 13 se sépare de l'élément supérieur, celui-ci peut s'enfoncer dans l'élément in- férieur et l'étançon peut être retiré. Pour éviter la perte du coin 20 lors du desserrage, son extrémité inférieure présente un talon 49, qui est arrêté par la butée 22 de l'élément infé- rieur. La garniture de friction 14, qui peut être en métal re- lativement tendre, estmaintenue dans un logement du collier 13 par des ergots 50 en forme de crochets.
<Desc/Clms Page number 18>
Le collier 13 repose sur le bord supérieur de l'élément inférieur 10. Pour le relier à ce dernier, de façon qu'il ne puisse se perdre, le dit collier porte des griffes 15 qui s'engagent aans des rainures correspondantes des supports 16 soudées sur l'élément inférieur 10. Le collier est d'abord posé sur l'élément inférieur de façon que ses griffes 15 soient engagées dans les intervalles demeurant entre les supports, et on le fait tourner ensuite. Les griffes 15 s'engagent alors dans les rainures des supports 16, dont; la section diminue vers l'arrière. Il en résulte un serrage axial, et les griffes sont finalement arrêtées par les butées 17 des supports. A l'aide de la goupille 18 insérée dans des trous prévus à cet effet, on assure le blocage du collier.
Les figs. 3a à 3c représentent un dispositif de ver- rouillage dans lequel l'élément supérieur 11 porte plusieurs colliers de serrage, en l'espèce un collier supérieur 23 et un collier inférieur 24. La fig.3a indique qu'on peut superposer un troisième collier. Dans les branches en forme de griffes de tous les colliers sont pratiquées des rainures qui s'adaptent à la forme du coin de manoeuvre 25 utilisé dans ce cas. Le coin 25 de la réalisation des figs. a à 3c se distingue du coin 20 de la fig. 2a par le fait que son extrémité de section réduite est dirigée vers le haut.
Un talon 26 coopérant avec une butée 27 de l'élément inférieur 10 empêche le coin de s'échapper com- plètement. Cet agencement du coin présente l'avantage particulier que la chute de roches ou l'action d'autres efforts exercés de haut en bas ne puisse enfoncer le coin et desserrer fortuitement l'étançone.
Les figs. a à 3c ne montrent pas les organes empêchant tout déplacement vertical des colliers. La manoeuvre du disposi- tif de verrouillage par enfoncement ou retrait du coin 25 lors de l'utilisation de plusieurs colliers superposés a lieu comme si les colliers formaient un bloc. L'avantage de cet agencement
<Desc/Clms Page number 19>
réside dans le fait qu'il est possible de retirer ou d'ajouter un ou plusieurs colliers. On peut donc utiliser l'étançon pour des charges nominales plus ou moins élevées.
On peut également résoudre le même problème en utili- sant des paires de colliers non pas alignés axialement, mais dont l'un entoure l'autre, de la manière indiquée pour la réalisation que montrent les figs. 4a et 4b.
Dans l'agencement montré sur la fig. 4a, le collier intérieur 28 est complètement entouré par le collier extérieur 29.
Chacun des colliers est mmni d'un coin de commande 30 et 31. Lors de la mise en place de l'étançon, on desserre d'abord le coin 30 pour le coincement du collier 28 sur l'élément supérieur 11. Lors du desserrage consécutif du coin 31, le collier 29 s'applique sur le pourtour du collier 28, et celui-ci est ainsi serré con- tre l'élément supérieur avec une force correspondant non seule- ment à sa tension préalable propre, mais à la somme de celle-ci et ae celle du collier 29 qui agit sur le premier. Pour le des- serrage de l'étançon, on enfonce d'abord le coin 31, pour dé- charger le collier 28 de la pression exercée par le collier 29.
On enfonce ensuite le coin 30, pour ouvrir le collier 28 de fa- çon que l'élément supérieur 11 puisse descendre.
Dans l'agencement que montre la fig.4b, un intervalle est ménagé en permanence entre les colliers 28 et 29. Le collier 29 prend appui sontre des prolongements en forme de griffes 32 du collier 28, et entre ces griffes est engagé le coin 33. Lors- que celui-ci est enfoncé, le collier 29 est mis également sous tension et exerce une traction sur les branches 2, en augmen- tant ainsi la force de coincement propre au collier 28.
Les figs. 5a à 5e montrent de quelle manière on peut résoudre le problème qui consiste à faire agir sur l'élément supérieur un ressort aussi long que possible à la manière d'un collier de serrage. Un ressort 34; dont la section décroît progressivement en partant du milieu vers les extrémités, ainsi que l'indique le développement représenté sur la fig. 5e, est
<Desc/Clms Page number 20>
enroulé en spirale pour former une spire et demie autour de l'élément supérieur 11, et ses extrémités 35 et 36 s'appliquent contre le coin 37 à des hauteurs différentes. Afin que ce coin ne puisse pas s'incliner sous l'action de la pression de serrage du collier, il doit être guidé verticalement. A cet effet, il présente une coulisse longitudinale 38 par laquelle il glisse sur des broches 41.
Ces broches 41 doivent être agencées de telle manière qu'elles ne puissent codifier leur position par rapport à l'élément inférieur 10 pendant l'utilisation de l'étançon.
Elles sont portées extérieurement par le manchon formé par les deux pièces 39 et 40 et entourant le collier de serrage hélicoï- dal 34, dont les extrémités 35 et 36 sortent par les ouvertures 42 du manchon. Par ailleurs, le fonctionnement du collier héli- coïdal est le même que celui des colliers des réalisations dé- crites précédemment. Mais, grâce à la plus grande longueur du ressort, la déformation de celui-ci, qui est nécessaire pour obtenir une pression de coincement déterminée, est elle-même plus mportante. Le coin de manoeuvre 37 présente alors une pente moins forte ou plus longue que pour un collier ne formant qu'une spire autour de l'étançon.
Ainsi qu'il a été indiqué précédemment, le collier peut également agir sur l'élément supérieur par l'extrémité su- périeure de l'élément inférieur, qui présente à cet effet des fentes verticales. Les figs. 6a à 6c représentent un agencement de ce genre. Le collier 13, qui est encore tendu ou ouvert par le coin 20 enfoncé entre les branches à griffes 19, n'agit pas directement sur l'élément supérieur 11, mais entoure l'extrémité supérieure de l'élément inférieur 10, dans laquelle sont pra- tiquées des fentes 51, tandis que des butées supérieures et in- férieures 44 empêchent le déplacement axial du collier.
Dans ce cas, la garniture de friction 43 est prévue sur la paroi interne de l'extrémité supérieure fendue de l'élément inférieur, et cet-
<Desc/Clms Page number 21>
te garniture est elle-même fendue. L'extrémité fendue sert à la transmission de la pression de coincement du collier 1 à l'élément supérieur 11, et assure en même temps entre le collier et l'élément inférieur une liaison empêchant tout déplacement axial.
Pour tenir compte de l'usure des garnitures de friction, et pour que le collier fournisse toujours la même charge nomina- le lors de la mise en place de l'étançon,.indépendamment de cette usure des garnitures, on peut utiliser un coin annulaire 46 interposé entre le collier et l'élément supérieur, tel que le montrent les figs. 7a et 7b. L'extrémité de forte section de ce coin annulaire est tournée vers le haut, et celui-ci présente en haut et en bas des rebords extérieurs 47 entre lesquels est engagé le collier 45, dont la surface intérieure épouse la forme du coin annulaire 46, c'est-à-dire que sa section diminue de bas en haut. e collier est mis sous tension par le coin 20 engagé entre les branches en forme de griffes 19. Le coin annulaire 46 présente des fentes longitudinales 52.
L'agencement de l'extré- mité supérieure de l'élément inférieur 10, présentant également des fentes longitudinales, est le même que celui montré sur les /en figs. 6a à 6c. Il est de même pour l'agencement de la garniture de friction 43 interposée entre l'extrémité fendue de l'élément inférieur et l'élément supérieur 11. Le coin annulaire 46 est rendu solidaire de l'élément inférieur 10, par exemple par sou- dure.
Lorsque le collier 45 est mis sous tension par enfonce- ment du coin 20, c'est-à-dire lorsque l'élément supérieur est desserré, le collier 45 descend sur le rebord inférieur 47 du coin annulaire 46. Si le coin de manoeuvre 20 est chassé de bas en haut, le collier 45 se déplace d'abord de bas en haut sur le coin annulaire jusqu'à ce qu'il soit suffisamment dégagé pour permettre au collier d'exercer sa pression de coincement. Ce dernier est ensuite immobilisé par son adhérence sur le coin annulaire 46.
<Desc/Clms Page number 22>
Il est possible de réaliser autrement l'idée géné- rale de la présente invention qui consiste essentiellement à réaliser un étançon de mine dans lequel les éléments inférieur et supérieur sont maintenus dans leur position respective uni- quement par friction, de façon telle qu'un dispositif à ressort servant au coincement de l'élément supérieur, agissant en co- opération avec la friction produite par les surfaces de frei- nage, produise la résistance à la charge désirée ; la libération de l'élément supérieur pouvant être réalisée en amenant le dis- positif à ressort à une tension plus élevée, ressortant du do- maine de la déformation élastique. Jusqu'à présent il a été décrit le cas d'un collier entourant l'élément extérieur et l'écrasant.
Il est cependant possible d'envisager le cas d'un collier placé à.l'intérieur de l'élément tubulaire et agissant de façon élastique de l'intérieur vers l'extérieur, de façon à appuyer et serrer cet élément tubulaire contre la face in- térieure de l'autre élément tubulaire. Au lieu d'un freinage extérieur, l'élément inférieur est soumis dans ce cas à un freinage intérieur. L'assemblage entre Isolément inférieur, l'élément supérieur et le collier de serrage peut se faire de différentes manières, mais dans tous les cas, le collier de serrage détendu occupera un espace plus grand que celui qu'il occupe lorsque le collier de serrage détendu s'appuie directe- ment ou indirectement contre l'élément inférieur. Pour libérer l'élément supérieur, le collier est resserré de façon à réduire sa périphérie.
Dans cette forme d'exécution le collier de serrage est maintenu grâce à un dispositif de serrage à ressort sous tension supérieure à celle de travail, c'est-à-dire qu'il occupera un espace plus petit, il est fixé, ainsi qu'il sera décrit plus loin, à l'élément supérieur et il peut, avec celui- ci, coulisser dans l'élément inférieur. Lors de la pose de l'é- tançon, la libération du dit dispositif de serrage à ressort permet au collier de serrage de se détendre et de serrer et maintenir les deux éléments de l'étançon. Le collier de ser-
<Desc/Clms Page number 23>
rage s'appuie alors sur l'élément inférieur avec une force telle que l'élément supérieur peut recevoir immédiatement la charge totale grâce à la capacité de freinage existant entre le collier de serrage et l'élément inférieur.
L'assemblage entre l'élément supérieur et le collier de serrage se fait, par exemple, en entourant le dit collier de serrage de crochets se trouvant à l'extrémité inférieure de l'élément supérieur ; dans ce cas, l'élément supérieur ou l'élément inférieur se pose simplement sur le collier de ser- rage. Il est également possible, par analogie avec l'exemple du collier de serrage extérieur décrit précédemment, de faire agir le collier de serrage intérieur de l'élément supérieur sur l'élément inférieur, en fendant l'extrémité inférieure de l'élément supérieur. Les surfaces de freinage se trouvent alors sur le coté extérieur de l'élément supérieur et appuyent sur la paroi intérieure de l'élément inférieur.
Revendications.
1.- Etançon de mine en acier, formé de deux élé- ments et agissant uniquement par friction, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif élastique pour le coincement de l'élément supérieur de l'étançon, qui coopère avec l'effet de frottement entre les surfaces de freinage pour fournir la résistance désirée à la charge, ce dispositif étent soumis à une tension plus élevée, entraînant une déformation élastique lorsque l'élément supérieur est desserré.