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MACHINE POUR L'ABATAGE PAR TRANCHES DU CHARBON ET D'AUTRES.MINERAUX.
La présente invention a pour objet une machine pour l'abatage par tranches du charbon ou d9autres minéraux comportant un plateau de coupe en for- me d'assiette monté sur un arbre rotatif. La nouveauté consiste en ce que le plateau est monté à rotation sur un tourillon décentré de 1-'arbre. L'agencement est avantageusement prévu de façon que le plateau puisse exécuter non seule- ment un mouvement circulaire résultant du décentrement du tourillon de l'arbre mais également un mouvement de dandinement dans la direction de l'arbre. A cet effet;,le tourillon décentré peut faire un petit angle avec l'arbre d'entraî- nemento Le décentrement du tourillon est alors avantageusement plus grand à sa base de raccordement à l'arbre qu'à son extrémité libre.
Il semble indiqué de prévoir l'arbre dentrainement à peu près au milieu du châssis de la machine, entre le moteur prévu sur un côté et le treuil davancement prévu sur le côté opposé. La machine peut fonctionner à volonté dans les deux directions de son déplacement, sans qu'il soit nécessaire de mo- difier le sens de rotation de 1?arbre du plateau.
L'avancement de la machine peut avoir lieu d9une manière en soi quel- conque, Si l'on utilise un treuil à câble avec-tambour monté dans le châssis de la machine il convient d'intercaler entre le treuil et le moteur un dispo- sitif d'accouplement débrayable, afin qu'il soit possible de dérouler le câble enroulé même si le moteur est arrêtée et d'arrêter temporairement le mécanis- me d'avancement pour vaincre des obstacles quelconques.,par exemple de petites perturbations techniques, une surcharge du convoyeur, etc.... tandis que le pla- teau continue de tourner. On peut accrocher l'extrémité libre du câble de treuil en un point approprié de la taillepar exemple à un étançon, ou même à une par- tie fixe du convoyeur.
Lorsque la machine doit reculer, le treuil étant alors placé à l'arrière et le moteur à l'avant., on peut faire passer le câble sur des poulies de renvoi de façon à lui faire contourner l'ensemble de la machine.
Dans tous les cas,les deux directions de fonctionnement de la machine n'exigent
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qu'un seul treuil. Mais on peut également remplacer le treuil à câble par un autre dispositif d'avancement. C'est ainsi qu'il est possible sans difficul- té d'équiper la machine d'abatage de chenilles, de façon qu'elle puisse se déplacer d'une manière indépendante,sans guidage par un convoyeur, transpor- teur ou dispositif similaire le long du front de taille.
Si la machine d'abatage se déplace le long d'un convoyeur, elle comporte de préférence à l'extrémité postérieure, par rapport à la direction d'avancement, une poutre de déblayage articulée portant elle-même un racloir en forme de soc soulevant le charbon détaché et le refoulant latéralement sur le convoyeur. Si la machine doit abattre dans les deux directions d'avancement, on prévoit une poutre similaire sur le côté antérieur du châssis de la machine.
Dans ce cas, le racloir doit être fixé à la poutre postérieure pour chaque di- rection d'avancement. Les poutres de déblayage portent avantageusement à pro- ximité du front de taille une poulie de renvoi du câble du treuil. Ce câble, qui est par exemple accroché à la paroi latérale du convoyeur, fait ainsi un coude grâce auquel la machine d'abatage est appliquée avec une certitude suffi- sante contre le convoyeur.
Pour l'obtention d'un espace suffisant pour recevoir le charbon dé- taché par le plateau, le châssis de la machine repose sur un socle d9appui pré- vu sur le côté opposé au front de taille et reposant lui-même sur le mur par des patins tournés vers le front de taille. De cette façon, on obtient sous le châssis de la machine un canal pour le passage d'au moins une partie du charbon détaché.
Au cours de son utilisation,la machine qui vient d'être décrite fonctionne de la manière suivante
Le plateau monté sur le tourillon décentré décrit avec son pour- tour un arc de cercle dont le diamètre est supérieur au diamètre du plateau d'une quantité égale au double du décentrement du tourillon. Le plateau pra- tique donc dans le charbon une entaille demi-circulaire de rayon égal à celui de l'arc de cercle que décrit le pourtour du plateau. Etant donné que le pla- teau, dont le diamètre est plus petit, est monté à rotation sur le tourillon décentré et ne touche le charbon que sur une courte longueur dans l'entaille, le plateau roule dans cette entaille. Il tourne alors autour de son axe et dans le sens opposé au sens de rotation du tourillon décentré.
A chaque tour qu'effectue le tourillon décentré, le pourtour du plateau reste en retard sur son orbe d'une distance égale à la longueur de l'arbre de cercle que parcourt dans le même temps le tourillon décentré. Le mouvement essentiel est celui qu' exécute le tourillon décentré dans le plan passant par l'arête de coupe. Ceci non seulement est avantageux en ce sens que le point de coupe de l'aréte change constamment, mais le mouvement de rotation en opposition du plateau a également pour effet qu'une partie plus ou moins importante du charbon détaché glisse vers l'arrière par-dessus le moyeu du plateau.
En tenant compte du fait que, notamment lorsqu'il s'agit de couches très épaisses, une grande partie du charbon en voie d'éboulement tombe directement sur le convoyeur, il ne reste plus qu'une partie relativement faible qui doit glisser vers l'arrière par-des- sous l'arbre du plateau. C'est précisément pour que ce charbon ne puisse pro- voquer des perturbations qu'on ménage le canal au-dessous du châssis de la ma- chine. De toute façon, le mouvement d'avancement de la machine n'est contrarié d'aucune manière par le charbon détaché.
Etant donné que le plateau tourne toujours en opposition, c'est-à.- dire que le point de coupe sur l'arête du plateau change constamment, on peut également prévoir des intervalles sur cette arête de coupe. On peut même la gar- nir de dents de formes diverses. Suivant la résistance et les autres propriétés du minéral à détacher, on peut faire varier la forme en coupe transversale des dents. Il semble particulièrement indiqué d'utiliser des dents profilées en pointe de flèche.
Etant donné que le plateau exécute non seulement un mouvement cir- culaire produit par le tourillon décentré, mais également un mouvement de dan- dinement dans la direction de l'arbre d'entraînement, l'entaille pratiquée dans
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le charbon est plus large que l'arête elle-même. Il n'y a donc pas lieu de craindre un coincement du plateau. De plus, le mouvement de dandinement du plateau favorise l'éclatement du charbon entaillé à la base.
Le dessin annexé représente un mode de réalisation de l'objet de 1-'invention.
La fige 1 est une vue en plan de l'ensemble de l'installation.? une partie du mécanisme étant représentée en coupe horizontale.
La fige 2. est une vue à plus grande échelle également en coupe hori- zontale de l'arbre d'entrainement portant le plateau de coupe.
La figo 3 est une vue en élévation latérale de la machine d'abatage prise dans la direction du front de taille.
La fig. 4 est une vue en coupe transversale par la ligne 4-4 de la fig. 1.
La machine d'abatage comporte un châssis 10 auquel est fixé le mo- teur 11 par une bride latérale. Le châssis 10 repose sur une plaque de-tôle qui. s'appuie sur un socle creux 13. A proximité des extrémités de ce socle sont prévus des patins 14 tournés vers le front de taille. La longueur des patins 14 est choisie telle que le centre de gravité de la machine soit tou-
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jours tel qu'elle soit bien soutenue, et qu5il noy ait pas lieu de craindre un basculement. Le moteur 11 est réversible et fonctionne à l'air comprimé. L'ar- rivée de l'air comprimé a lieu par le tuyau souple 15, et elle est commandée par un obturateur 16. Le prolongement 17 de l'arbre du moteur 11 actionne par
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un couple de pignons coniques 18 un arbre d'entrainement 19 monté à rotation dans des paliers de roulement et z1 encastrés dans le châssis 10.
L'extré- mité de l'arbre 1 sortant du châssis 10 forme un tourillon décentré gag
Ainsi que l'indique plus particulièrement la fige 2, le décentrement du tourillon 22 est plus petit à l'extrémité libre qu'à la base à proximité du roulement 200 Le tourillon 22 est donc incliné par rapport à l'arbre 19, ainsi
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que 1-*indiquent les axes 22a et 19a tracés en traits mixtes sur la fige bzz et non parallèles entre eux. Le plateau de coupe 23 est monté à rotation sur le tourillon décentré par l'intermédiaire de deux roulement 24. Il n'est donc pas nécessaire que le plateau participe au mouvement de rotation de l'arbre 19, mais le tourillon décentré 22 l'oblige à exécuter un mouvement circulaire. Le bord 25 du plateau forme l'arête coupante proprement dite.
Celle-ci peut être circulaire sans solution de continuité. Mais on peut également la constituer par des secteurs séparés les uns des autres par des intervalles plus ou moins larges. Les lames peuvent être fixées au plateau 23 par soudures par des bou- lons, ou d'une autre manière connue.
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L'arbre 12. actionne par un engrenage à vis sans fin 26s 27 et par un train de pignons 28, g2, 3S.y 3. un tambour de treuil . L'entraînement n'a pas lieu directement par le pignon .21.? mais par l'intermédiaire d'un plateau d'accouplement à crabots II solidaire en rotation de l'arbre 31, mais pouvant coulisser sur celui-ci. Le pignon 31 qui tourne en permanence est monté à ro- tation libre sur 1-'arbre 34 et présente sur le côté du plateau d'accouplement des crabots destinés à venir en prise avec ceux de ce plateau. Un déplacement de bas en haut du plateau 33 permet de débrayer le dispositif d'accouplement.
Lorsque les crabots sont en prise, le pignon 31 entraîne l'arbre 34 et, par conséquent, le tambour de treuil 32 claveté sur cet arbredans le sens de
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l'enroulement du câble 3i accroché au tambour. Le débrayage du dispositif d'ac couplement est assuré par une fourchette 36 dont les branches sont en prise avec une gorge périphérique du plateau 12. La fourchette 36 est fixée sur un
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axe 37 monté à rotation dans le châssis 100 L'extrémité libre de cet axe 21 porte un levier de manoeuvre 38 que l'opérateur peut soulever à la main pour débrayer le dispositif d'accouplement. Dès que lopérateur libère ce levier 38, le dispositif d'accouplement s'embraye automatiquement.
Afin que la tension du câble ne puisse pas dépasser un maximum tolé- rable on peut intercaler un dispositif d'accouplement à glissement (non repré- senté) par exemple entre la roue à denture hélicoidale 27 et le pignon 28.
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Le câble 35. du treuil passe du tambour sur une poulie 22. vers un étançon immobilisé dans la taille. Mais on peut également accrocher l'extrémi-
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té libre du câble li à un profilé latéral du convoyeur 4Q,.? qui est disposé dans la taille parallèlement au front de taille. Si la machine doit travailler en avançant dans la direction opposée, on fait passer le câble 35 sur des pou-
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lies 41 vers la poulie de renvoi 4&, et ensuite de nouveau vers un point d'ac- crochage fixe.
Le chassis 10 de la machine porte sur chaque côté des membrures ou
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poutres de déblayage et. Ces membrures sont articulées sur des touril= lons horizontaux 43f et qui permettent une oscillation restreinte des pou- tres vers le haut et vers le bas. L'angle d'oscillation est limité par les ex-
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trémités postérieures 43d et engagées dans le socle creux 12. Ces prolon- gements postérieurs 43d et 44D empêchent avec certitude en combinaison avec les
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tourillons 3 et 44f< toute oscillation des membrures de déblayage 43 et lil dans un plan horizontal.
Le canal 45 (Figo 4) ménagé sous le châssis 10, sur le côté du front de taille est formé aux deux extrémités par des volets inclinés !:il et 47, articulés à la plaque de fond 12 du châssis par des axes horizontaux. Ces volets s'appliquent vers le bas contre des butées des membrures de déblayage 43 et 44.
Les poulies de renvoi 39 et 42, montées aux extrémités des membrures
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de déblayage ±Q et ±à, forment un coude dans le câble de treuil 35 lorsque l' extrémité libre de celui-ci est accrochée au convoyeur ou à proximité de celui-ci. L'extrémité antérieure de la machine d'abatage (par rapport à la di- rection d'avancement) est ainsi appliquée avec une certitude suffisante contre le convoyeur 40. Celui-ci fait donc office de glissière pour la machine d'aba- tage, et le chargement latéral du charbon abattu sur le convoyeur ne se heurte à aucune difficulté.
Le charbon est détaché de la couche par le plateau de coupe 23, qui entaille la base d'une tranche 50 de la couche 49. Le plateau de coupe 23, est entraîné circulairement par le tourillon décentré 22, par exemple à une vitesse de 1000 à 1500 tours-minute. Le plateau qui ne tourne tout d'abord pas autour de son axe, décrit avec son arête coupante 25 un arc de cercle dont le rayon est supérieur à celui du plateau, d'une quantité égale au décentrement du tou-
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rillon 22, dans le plan de learête coupante. Le plateau pratique donc dans le charbon une entaille en arc de cercle 31 dont le rayon est égal à celui du mouvement circulaire du plateau.
Mais, étant donné que le rayon du plateau 23, est plus petit, l'arête coupante ne touche à chaque instant le fond de l'en- taille que sur une courte longueur du pourtour. La¯totalité de la poussée d'a- vancement de la machine est donc concentrée sur cette courte longueur de con- tact, de sorte qu'il en résulte une pression spécifique très élevée qui fait pénétrer l'arête coupante 25 dans le charbon. Etant donné que cette arête for- mant picot exécute en permanence un mouvement circulaire sous l'action du tou- rillon décentré, elle frappe le charbon chaque fois qu'elle le touche. Cette arête intervient de la même manière vers le haut et vers le bas;, et fait
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"sauteur" la tranche de charbon 10 dont elle a entaillé la base.
L'éclatement du charbon est favorisé par la forme en cône aplati du plateau de coupe 23, mais surtout par le fait que ce plateau exécute un mouvement de dandinement
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dans la direction de 1'arbre 3 tel qu'il est indiqué en traits m3xtes 2a par la fig. 2.
Ce mouvement de dandinement est obtenu par le fait que 1?axe 22a du tourillon décentré 22 fait un petit angle avec l'axe 19a de l'arbre 19.
Grâce au mouvement de dandinement 1-*entaille 31 pratiquée dans le charbon re-
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çoit une largeur supérieure à celle de 1?arte ± du plateau 23.. De plus, le plateau se dégage automatiquement sur le côté tourné vers le front de taille, et les fragments de charbon qui continuent à s'ébouler sont écrasés. Enfin, le mouvement de dandinement favorise l'éclatement de la tranche 50 entail- lée à la base, de la manière précédemment décrite.
Etant donné que l'arête de coupe n'entre en contact avec le fond de
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l'entaille 31 que par une fraction de son pourtour, le plateau roule sur le charbon. Il en résulte un mouvement lent de rotation du plateau 23 dans le sens opposé au sens de rotation du tourillon décentré 22. Par exemple, si le diamè- tre du plateau de coupe est de 600 mm, et si le décentrement du tourillon 22 est de 10 mm. dans le plan de l'arête coupante,un mouvement de rotation du tourillon 22 à 1000 tours-minute produit un mouvement de rotation opposé du plateau 23 à 25 tours-minute environ. L'orbe du plateau de coupe par rapport au charron iestedonc à chaque tour circulaire en retard d'une quantité égale à 2 .
10 3,14 = 62 mm. En d'autres termes;, à chaque mouvement d'avancement de l'a- rête, le pourtour 23 de celle-ci est décalé angulairement d'environ 60 mmo En effet, le mouvement de rotation du plateau autour de son axe ne s'arrête pas, même aux moments où celui-ci ne.touche pas le front de taille. Il en résulte que l'effet de coupe n'est pas sensiblement contrarié, même si 1-'arête 25 est ébréchée en certains points. Il suffit même que cette arête soit consti- tuée par des dents ou couteaux répartis avec des intervalles appropriés sur le pourtour du plateau. La forme de ces dents peut être quelconque. Une forme en pointe de flèche, semble particulièrement avantageuse..Suivant la dureté du charbon ou autre minéral à abattre, on peut déterminer empiriquement la forme la plus favorable des couteaux ou dents.
Le charbon détaché du front de taille au-dessus de l'axe de rota- tion du plateau de coupe 23 tombe en majeure partie au-dessus de la machine la-11 directement sur le convoyeur 40. Cependant une grande partie tombe égale- ment à côté de la machine,mais toujours à l'arrière du plateau de coupe 23.
Ce charbon est ramassé par le racloir en forme de soc 52 monté en pente sur la traverse de la membrure postérieure de déblayage 4/;;., de façon que le charbon ainsi ramassé soit refoulé sur le convoyeur 40. Le charbon détaché au-dessus de l'axe de rotation du plateau 23 est partiellement élevé par le moyeu du pla- teau 23 tournant en opposition et rejeté vers l'arrière où il est également ra- massé par le racloir 52. Mais une petite partie de ce charbon est refoulée la- téralement dans le canal au-dessous de la machine 10-11. Au fur et à mesu- re que la machine passe sur ce charbon, celui-ci soulève le volet 47.
Les vibrations produites par le tourillon décentré 22 sont partiel- lement transmises au châssis 10 de la machine. On peut les amortir par des con- trepoids ou des organes similaires agencés d9une manière appropriée. Mais une certaine partie de ces vibrations ne peut offrir que des avantages, parce qu' elle réduit le frottement du glissement de la machine le long du convoyeur et le long du mur, et que les gros morceaux de charbon ayant pénétré dans le ca- nal 45 sont ainsi suffisamment brisés.
Si la machine doit avancer dans le sens opposé, on fixe le racloir 52 à l'autre membrure de déblayage 44. On décroche l'extrémité libre du câble et on l'accroche sur le côté opposé. Pour la marche arrière de la machine, on peut inverser le sens de fonctionnement du moteur 11, mais ceci n'est pas indis- pensable.
Un avantage particulier de la machine d'abatage suivant l'invention réside dans les dimensions réduites et, par conséquent, dans le poids réduit dans la même proportion des différents éléments. Pour utiliser la machine dans une autre partie de la mine, on démonte les membrures de déblayage 43 et 44 en retirant les axes 43f et 44F de la partie centrale 10-11 de la machine. Cha- cune de ces trois parties se laisse transporter facilement et rapidement.Un autre avantage consiste en ce que la machine dabatage proprement dite ne dépend pas du convoyeur 40.
On peut donc utiliser cette machine en combinaison avec un convoyeur quelconque, ou même sans convoyeur, si les matériaux abattus sont ramassés à la main, à l'aide d'une machine de chargement, ou d9une autre maniè- re pour être évacués ensuiteDans les tailles relativement longues, on peut utiliser simultanément deux ou plusieurs machines dabatage du genre précédem- ment décrit.
Les détails de réalisation constructive peuvent être modifiés sans s'écarter de l'invention, dans le domaine des équivalences mécaniques.