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CADRE D'ETAIEMENT POLYGONAL ELASTIQUE,
L'invention concerne un cadre d'étaiement polygonal en fer, pour les galeries et des travers bancs etc, et elle se rapporte particulièrement à un cadre élastique, lequel peut céder partiellement sous les efforts exer- cés par la pression du terrain, grâce à la pénétration réciproque télescopi- que des éléments profilés constitutifs en lesquels il est divisé, tandis que l'articulation du faite est de préférence une articulation rigide, sans l'emploi, d'un usage autrefois courant, de cales de bois travaillant à l'é- crasement, ladite articulation étant formée par les surfaces courbes,, rou- lant l'une sur l'autre,
des organes d'armature placés aux extrémités des éléments du polygone qui s'arc-boutent l'un sur l'autre au faite du cadre.
On connaît déjà un cadre de mine de ce genre sous diverses for- mes de réalisation, par exemple sous la forme qui emploie deux fers à U mon- tés l'un dans l'autre, et assemblés au moyen d'un dispositif de serrage à coin. On a employé aussi pour cet u.sage, outre les fers à U, d'autres pro- filés ouverts pouvant coulisser l'un dans l'autre d'une manière analogue et assemblés 1-*un avec l'autre par une liaison à frottement.
Ces réalisations connues présentent, au point de vue statique., les inconvénients qui résultent de l'emploi de profilés ouverts. Des flamba- ges latéraux risquent notamment de se produire sous l'influence des efforts de compression qui agissent, suivant les directions les plus diverses, sur les cadres en profilés. Un grippage complet des pièces qui doivent coulisser l'une dans 1-'autre, risque en outre de se produire sans qu'on le veuille, ce qui donne alors au cadre une rigidité indésirable. Enfin, la construction des parties qui doivent s'adapter les unes dans les autres et se trouver as- semblées par l'action du frottement, est relativement compliquée.
Dans la plupart des formes de réalisation connues., l'action du frottement entre ces parties est, ou bien suffisante, ou bien trop grande mais elle répond rarement en fait à l'attente des intéressés.
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Les profilés ayant une section transversale en forme de W qui ont été déjà proposés se comportent d'une manière plus favorable que les pro- filés en U dont il a été' question et que les profilés du genre des fers Zo- rès. On peut fixer les profilés en W l'un contre l'autre d'une manière bien meilleure et bien plus uniforme et faire agir le frottement d'une manière plus favorable. Par suite on peut régler comme on le désire leur caractéris- tique de souplesse.
L'invention a pour objet un cadre polygonal souple du genre précédemment spécifié qui a l'avantage de permettre d'obtenir que le frotte- ment ait la valeur désirée et qui, par suite, présente une caractéristique de souplesse, ou d'abaissement favorable, les tubes du cadre polygonal en- trant l'un dans l'autre,pouvant être fabriqués d'une manière simple et peu coûteuse.
Les conditions nécessaires pour que soient obtenus ces avanta- ges sont réalisées suivant l'invention, du fait que les poutres du cadre sont formées par des tubes aux extrémités desquels sont disposées les arma- tures qui forment, soit l'articulation rigide, soit une surface d'appui re- posant sur un sommier en bois.
Le fer (ou les fers) du polygone auquel (ou auxquels) on veut donner de la souplesse se composent de deux tronçons de tube pouvant être introduits l'un dans l'autre, qui se trouvent assemblés entre eux par l'ac- tion du serrage. En raison de la forme tubulaire formée de ces profilés, le frottement entre le tube intérieur et le tube extérieur agit sur une sur- face qui est le double de celle correspondant aux profilés en W dont il a été question plus haut et environ deux fois et demie celle intervenant dans le cas des profilés en U ou en V. Cela donne la possibilité de réduire la souplesse du cadre, ainsi qu'on désire souvent le faire, et d'un autre cô- té, cela permet de se contenter de moyens de fixation d'une construction plus simple.
Les moments résistants des profilés fermés, tubulaires, propo- sés suivant l'invention, sont à égalité de poids, supérieurs de 50 % envi- ron à ceux des profilés en V connus, employés jusqu'à présent. Inversement, par rapport à des profilés équivalents d'un autre genre, le poids des pro- fils tubulaires est inférieur et la différence de poids peut atteindre jus- qu'à 35 %. Il faut signaler, comme étant d'une importance particulière, que, dans le cas des profilés tubulaires suivant l'invention, les condi- tions statiques sont les mêmes suivant toutes les directions-.c'est absolu- ment le contraire de ce qui existait dans le cas de tous les profilés em- ployés jusqu'à présent, et cela diminue le risque de flambage.
Sur les figures, on a représenté à titre d'exemple une forme de réalisation du nouveau cadre polygonal.
La figure 1 représente un ensemble complet, avec articulation de faite rigide dans lequel les fers du polygone qui se rencontrent dans l'articulation de faite, reposent sur des piedroits par l'intermédiaire de sommiers en bois,l'un des fers du polygone étant un fer ordinaire rigide, tandis que l'autre a été rendu souple de la manière précédemment décrite.
La figure 2 représente un cadre polygonal d'un genre analogue, convenant de préférence à un pendage plus voisin de la verticale, dans le- quel la poutre disposée au faite est une poutre qui a été rendue souple.
La figure 3 montre l'assemblage des deux tronçons de tube, dont l'un est introduit dans l'autre et qui forment la poutre souple.
La figure 4 représente une coupe faite suivant la ligne A-B de la figure 3.
La figure 5 représente une forme de réalisation un peu modifiée, de l'assemblage qui est représenté sur la figure 3.
Sur les figures, on a désigné par le repère a un élément por-
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leur souple du polygone, composé d'un tronçon de tube a' et d'un tronçon de tube a" pouvant être introduit dans le précédent, et par le repère b un élé- ment porteur rigide du polygone, également de profil tubulaire. Les deux élé- ments se rencontrent à l'articulation de faite c qui peut être réalisée en elle-même d'une manière quelconque mais qui,, de préférence, est une articula- tion rigide comportant deux surfaces qui roulent l'une sur l'autre quand le cadre est appelé à céder sous l'action de la pression.
Suivant l'exemple de réalisation représenté, les éléments du polygone reposent à leurs extrémités inférieures par l'intermédiaire de piè- ces de renforcement d en forme de coquille, sur des sommiers en bois e. Les bois e reposent eux-mêmes (suivant l'exemple de réalisation figure 1) sur des piédroits en bois f.
Suivant la figure 2,la poutre porteuse du polygone comprend un élément a' ayant une section transversale creuse et un élément a" ayant une section transversale plus faible que a' pour pouvoir être introduite dans la précédente. Le repère b désigne un étai rigide, appartenant au contour poly- gonal, qui est, dans le cas présente parallèle au toit de la couche, lequel a une direction voisine de la verticale. La poutre du polygone a repose par l'intermédiaire d'une pièce de renforcement sur le sommier e qui est suppor- té à son tour par un piédroit en bois f.
Les deux parties a' et a" de la poutre porteuse du polygone qui peut se prêter à un raccourcissement suivant sa direction longitudinale, sont assemblées entre elles au moyen du dispositif de serrage représenté sur les figures 3 à 5, dispositif dans lequel le frottement des deux parties serrées l'une contre l'autre peut être réglé. Ainsi qu'on s'en rend compte sur les figures 3 et 4, le tube a" dont le diamètre est le plus petit, présente à son extrémité une partie légèrement conique g, de sorte que, bien que les deux - tronçons de tubes soient ajustés l'un dans l'autre aussi étroitement que pos- sible, on peut introduire facilement le tube le plus petit dans le tube le plus gros.
Le tube extérieur présente des fentes longitudinales h diamé- tralement opposées ayant chacune une largeur telle qu'il est possible de ser- rer le tube extérieur fendu sur le tube intérieur, ainsi que le montrent les figures, au moyen d'un collier simple 1, qui dans l'exemple de réalisation représenté est un collier en deux parties assemblées entre elles au moyen d'un assemblage k par boulon et écroua On serre ainsi le tube extérieur sur le tube intérieur avec la pression désirée de sorte qu'on obtient un frot- tement ayant la grandeur désirée.
Sur l'extrémité libre du tube intérieur., est monté un manchon 1: dont la face intérieure voisine de la surface du tube extérieur, présente à son extrémité 'un léger chanfrein., comme l'indique la figure. Ce manchon est destiné à recevoir l'extrémité du tube extérieur. Quand le tube de petit diamètre s'introduit dans le tube de grand diamètre, ce manchon glisse sur le tube intérieur et il a pour but d'empêcher l'extrémité fendue du tube exté- rieur de s'entr'ouvrir.
Suivant la figure 5,on a prévu au lieu de ce manchon un autre collier n qui est disposé au voisinage de l'extrémité du tube extérieur ce qui procure, à cet endroit encore, un frottement supplémentaire.
Quand la pression est appliquée sur le tube intérieur, celui-ci pénètre dans le tube extérieur en surmontant le frottement résultant du ser- rage plus ou moins énergique des colliers, frottement qui peut être fixé à l'avance. Cette introduction s'effectue donc suivant une caractéristique de souplesse voulue.
L'assemblage ainsi créé auquel on peut donner la souplesse qu'on veut, peut être adapté à toutes les circonstances qui peuvent se présenter et il se distingue des assemblages par serrage, compliqués, employés dans les travaux des mines, par sa simplicité, par la facilité de son blocage et parce qu'il est facile à désassembler.
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Au lieu. d'un collier en deux pièces, on peut employer aussi un collier en une seule pièce, ne comportant qu'un seul assemblage par boulon.
La forme de réalisation de 1-'invention, qui a été décrite ci- dessus d'une manière détaillée et qui a été représentée sur les figures, ne constitue qu'un exemple. On peut la modifier à divers points de vue sans s'écarter pour autant des caractéristiques essentielles de 1-'invention.
Inapplication de l'invention ne se limite pas au cas d'une pou- tre de support à deux arcs, précédemment décrite, mais elle s'étend aussi au cas de poutres à plus de deux arcs. On peut alors, à volonté, c'est-à- dire suivant les exigences se présentant dans chaque cas particulier, don- ner de la souplesse à une seule ou à plusieurs des poutres du contour poly- gonal, ou à toutes ces poutres. On le fait aux endroits où cela est désira- ble, tandis que les autres poutres sont constituées par des tubes ordinai- res. En outre,quand on renonce à la possibilité d'obtenir de la souplesse par le corps de poutre lui-même par exemple dans le cas où l'on ne prévoit cette souplesse que pour les articulations, on peut constituer toutes les poutres du contour p olygonal au moyen de tronçons de tube sans souplesse.