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Pour soutenir les parois des galeries de mines et pour la construction de tunnels on se sert souvent de cadres de soutènement élas- tiques en fer qui fonctionnent selon le principe des éléments curvilignes à glissement. Un cadre de soutènement à glissement de ce genre comprend plusieurs éléments dont les extrémités, qui se recouvrent, sont reliées de manière telle, par des organes de serrage ou d'accouplement, que ces éléments puissent glisser axialement les uns par rapport aux autres, par l'action de la poussée des roches, de sorte que le degré de recouvrement augmente progressivement.
Il est connu de relier les éléments d'un cadre de soutènement à glissement de ce genre par des machines ou des étriers qui, à l'aide d'un ou de plusieurs coins transversaux, assurent le serrage entre les Eléments du cadre de soutènement lors de la mise en place de celui-ci.Quand la poussée des roches dépasse la résistance par frottement obtenue à l'aide de ces organes de liaison, il se produit le glissement relatif axial susdit des éléments du cadre ce qui donne lieu à des sollicitations importantes par flexion à cause desquelles le rayon de courbure des éléments du cadre est modifié.
L'invention a pour but de rendre ces organes de liaison tels que, lors du mouvement d'emboîtement par glissement des éléments du cadre par l'effet de la poussée des roches, il se produise un accroissement, qui augmente rapidement, du serrage des éléments du cadre sans que le cadre devienne rigide..De cette manière on veut éviter,pendant cette phase du tassement des roches, que les éléments du cadre s'emboîtent trop fortement les uns dans les autres sens sans que l'élasticité du cadre soit ainsi influencée quand la charge, exercée par la poussée des roches, continue à augmenter
Ce but est atteint, conformément à l'invention, par la combinaison des dispositions suivantes :
a) les extrémités recouvrantes des éléments du cadre sont entourées d'un organe de liaison qui est entraîné par un des deux éléments lorsque celui-ci se déplace axialement. b) dans l'organe de liaison, un coin transversal, qui assure le serrage entre les extrémités recouvrantes des deux éléments du cadre, prend directement appui sur une face transversale de l'extrémité de l'autre élément du dit cadre. c) le coin transversal peut pivoter de matière telle autour de sa face d'appui extérieure, soutenue dans l'organe de liaison, que le coin soit entraîné, lors d'un glissement relatif axial entre les éléments du cadre et par l'élément qui est en contact avec ce coin, depuis une position oblique initiale dans un sens pour lequel on obtient un accroissement du serrage entre les éléments du cadre.
d) le coin pivotant coopère avec des butées, prévues sur l'organe de liaison, pour limiter l'amplitude du pivotement du coin à un angle réduit.
L'organe de liaison qui supporte le coin pivotant, qui intervient conformément à l'invention, peut être constitué d'une manière simple, sous la forme d'un étrier rapporté, relié de façon aisément amovible, à l'extrémité d'un élément de cadre pour empêcher qu'il se produise un glissement longitudinal axial entre cet étrier et l'élément du cadre quand l'étrier occupe sa position active. L'étrier est constitué, avantageusement, par des barres courbées en forme de V qui sont placées latéralement par rapport aux éléments du cadre et qui prennent appui, par*leurs extrémités, sur la face supérieure de l'élément du cadre qui se trouve à 1' extérieur, le coin pivotant étant logé dans le sommet de l'étrier.
La disposition la plus avantageuse est celle pour laquelle les parties de l'étrier, courbés en forme de V, sont constituées à partir d'une barre pro-
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filée unique, par exemple d'un fer rond. Par un choix convenable de l'acier, utilisé pour cette barre, il est possible de maintenir les contrain- tes de cet étrier, dans la zône d'élasticité, pendant le pivotement du coin.
Il est important que le coin pivotant prenne appui directement, c'est-à-dire sans l'intervention de plaques de pression ou d'autres organes intermédiaires, sur des faces transversales d'un des éléments du cadre de soutènement. Avantageusement on constitue le coin en une matière plus ductile que celle utilisée pour le cadre lui-même pour éviter les déformations inadmissibles des éléments de ce cadre.
Un mode de réalisation particulièrement avantageux du coin pi- votant est obtenu en constituant ce dernier par un coin double avec deux parties cunéiformes qui sont inclinées suivant le même angle et établies l'une à la suite de l'autre dans le sens de la longueur du coin, chacune de ces parties reposant, de manière à pouvoir pivoter, dans une des deux parties latérales de l'étrier, sur des surfaces d'appui courtes disposées à la meme distance normale comptée à partir du fond du profilé formant l'élément du cadre ou à partir de la face rectiligne du coin.
L'utilisation de coins doubles pour assurer le serrage des éléments des cadres de soutènement est connue en soi mais, pour l'application en question, on obtient l'avantage spécifique que pour n'importe quelle position angulaire du coin pivotant, les rayons de pivotement par rapport aux deux points d'appui, donc par exemple par rapport aux deux branches de l'étrier, restent égaux ce qui produit une pression uniforme sur toute la largeur de l'élément de cadre.
Cet effet est particulièrement important quand, conformément à un mode de réalisation préféré de l'invention, on utilise le dispositif pour assurer la liaison et le serrage entre des profilés en forme de gouttière profonde et avec des rebords latéraux dont les extrémités sont, comme connu, emboîtées l'une dans l'autre dans le même sens, le coin pivotant prenant alors, de préférence, appui sur le fond du profilé qui se trouve à l'extérieur. Bien entendu, on peut également envisager de faire agir le coin sur les rebords du profilé qui se trouve à l'intérieur.
Pour la mise en oeuvre de l'invention, il est avantageux que, tout au moins l'élément du cadre, sur lequel le coin pivotant prend appui, soit constitué par un profilé en forme de gouttière. De préférence on cons- titue les deux éléments du cadre par des profilés en forme de gouttière profonde avec des rebords latéraux et emboîtés l'un dans l'autre dans le même sens. Il est toutefois également possible d'utiliser le coin oscillant, conformément à l'invention, avec des profilés ayant une autre forme et constituant les éléments curvilignes d'un cadre de soutènement à glissement.
Le dessin ci-annexé montre, à titre d'exemples, deux modes de réalisation de l'invention.
La fig. 1 montre, schématiquement, un cadre de soutènement d'une galerie de mine, pour lequel les éléments du cadre sont reliés 'entre eux par des dispositifs de liaison établis conformément à l'invention.
La fig. 2 montre, en perspective, un mode de réalisation d'un étrier qui contourne deux éléments du cadre.
La fig. 3 montre, en vue en bout, le coin pivotant qui coopère avec l'étrier montré sur la fig. 2.
Les figs. 4 et 5 montrent respectivement en vue de côté (le coin pivotantétantmonté m coupe transversale et en coupe transversal e selon V-V fig. 4), un dispositif de liaison établi selon un deuxième mode de réalisa- tion de l'invention.
La fig. 6 montre le coin oscillant à sa position initiale et au bout de sa course de pivotement.
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double. La fig. 7 montre un mode de réalisation particulier du coin double.
Le cadre de soutènement montré sur la fig. 1 comprend des élé- ments curvilignes 2 et 3. Les extrémités voisines de ces éléments sont en- tourées, dans la zône de recouvrement, d'un organe d'accouplement 4 ayant la forme d'un étrier. Dans l'étrier est logé un coin transversal 6. Les éléments 2 et 3 du cadre sont constitués par des profilés en forme de gouttière profonde. L'étrier 4 est relié aux extrémités du profilé 2 à 1' aide d'encoches ou de bourrelets prévus dans ou sur les rebords 5 de ce profilé de sorte que l'étrier est entraîné par le profilé 2 lors d'un glis- sement relatif entre les profilés 2 et 3 par l'effet de la poussée des ro- ches. Le coin transversal 6 est constitué sous la forme d'un coin oscillant.
Le coin 6 prend appui par sa face d'appui extérieure 6a. en 8, sur l'étrier 4 de manière à pouvoir pivoter par rapport à celui-ci. La face opposée 9 du coin, qui sert de surface de roulement, comporte des nervures ou cannelures longitudinales et repose directement sur le fond 7 du profilé 3.
L'étrier 4, pour les modes de réalisation montrés, est formé par une barre en fer courbée. Piur l'exemple, montré sur la fig. 2, la barre en fer forme une boucle complètement fermée avec des branches latérales 12 et 13 qui sont en contact avec les faces longitudinales du profilé et avec des traverses 14 qui reposent sur le profilé 2. Les branches latérales 12 et 13 ont la forme de V et sont parallèles entre elles. Le sommet de 1' angle formé entre les branches 12 et 13 constitue le point de pivotement 8 pour la face d'appui 6a du coin 6. Les branches 12 et 13 forment les faces de butée pour les faces latérales 10 et 11 du coin 6. Ces branches limitent par conséquent l'amplitude du pivotement du coin.
Pour l'étrier 4, montré à titre d'exemple sur la fig.2, les branches 12 ont des orientations telles par rapport aux branches 13 qu'elles soient, en substance, perpendiculaires aux faces de pression 7 du fond du profilé.
Le coin a, en section transversale, la forme d'un triangle scalène avec un sommet à angle aigu. La face d'appui 6a, qui se trouve au sommet de cette section triangulaire, forme l'axe de pivotement. La face 9, interne et plus grande, forme la face de roulement. Le profil de la face de roulement est choisi de manière telle que, lorsque le coin pivote, on obtienne un accroissement de l'effort de serrage exercé sur le profilé.
Pour le mode de réalisation, montré sur les figs. 4 à 6, on donne au coin une face de roulement 9 en forme de toit. Comme visible sur la fig. 6, la crête de cette face 9, en forme de toit, se trouve, après le pivotement du soin, un peu au-delà de la position (point mort) par laquelle on obtient l'effet de serrage maximum de sorte qu'il se produit un auto-serrage du coin.
Quand le cadre de soutènement est mis en place, on engage le coin 6 dans l'étrier dans la position montrée sur la fig. 4. La face latérale 10 est alors en contact avec la branche 13. Dans cette position, la butée !5, montrée sur la fig. 3, est refoulée de force sur l'extrémité la plus petite du coin ou on recourbe un fil 15', montré sur les figs. 4 et 5 et fixé au coin 6, par son extrémité libre autour de la branche 12 ou 13 de l'étrier 4. Les organes de sécurité 15 et 15' sont directement en contact avec les branches de l'étrier afin que le coin ne puisse pas coulisser axialement dans le sens de son dégagement.
Quand le déplacement relatif entre les profilés 2 et 3 a lieu, le coin pivote de la manière montrée sur la fig. 6 d'un angle compris entre environ 8 et 25 , de préférence environ 18 de sorte que les profilés sont serrés l'un contre l'autre perpendiculairement au mouvement de glissement relatif. La position, montrée en traits interrompus sur la fige 6', est la position finale au bout du trajet de pivotement. Dans cette position, la face latérale 11 du coin est en contact avec les branches 12 de l'étrier.
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Pour l'étrier, montré sur les figs. 4 et 5, la traverse 14, qui se trouve entre les branches 12, est maintenue en place par des bourrelets 17 prévus sur les rebords 5 du profilé 2. Les branches 12 sont, en outre, inclinées légèrement par rapport au plan qui est perpendiculaire à la face externe du profilé extérieur 3 de sorte que le coin 6 peut pivoter sans difficulté jusque dans la position d'auto-serrage montrée sur la fig. 6. Une des traverses de l'étrier, montrée sur les figs. 4 et 5, est fendue et ses extrémités libres sont courbées, en forme de crochets, autour des rebords 5 du profilé 2 (fig. 5).
Les figs. 4 et 5 montrent, en outre, que le coin 6 peut être constitué comme un coin double. Ce coin comporte, dans le sens de sa longueur, des faces cunéiformes 6a, placées l'une à la suite de l'autre tout en ayant la même inclinaison. Chaque face inclinée 6a prend appui sur une partie latérale de l'étrier, formée par les branches 12 et 13. Comme on utilise, pour la section transversale des branches de l'étrier, un profil circulaire, il se produit seulement un contact linéaire entre les faces 6a du coin et les faces d'appui 8 de l'étrier. La distance entre les faces 8 et le fond 19 ou la face externe 7 du fond, qui est en contact avec la face re:ctiligne 9 du coin 6, est la même des deux côtés de l'étrier. Il en résulte que le rayon de pivotement reste constant sur toute la longueur du coin.
A chacune des extrémités arrière des deux faces d'appui 6a du coin double est prévu, en outre, un talon 20 par lequel on obtient, en même temps, quand le coin est engagé à fond, un appui de celui-ci sur les deux parties latérales de l'étrier.
La fig. 5 montre Inapplication du dispositif de liaison à des profilés en forme de gouttière profonde et qui ont des sections transversales identiques,les ailes latérales 18 et les rebords 5 de ces profilés étant directement en contact en étant soutenus et guidés les uns par les autres. Entre les fonds 19 des deux profilés subsiste un intervalle. La pression, exercée par le coin pivotant, est transmise en même temps par les ailes 18 du profilé 3 aux rebords 5 de celui-ci. De cette manière, on obtient un serrage uniforme contre les ailes 18 et les rebords 5 du profilé 2.
L'utilisation d'étriers comportant des branches disposées en V sur les côtés de l'étrier est particulièrement avantageuse. On peut également envisager de donner à l'étrier une forme différente de celle montrée sur le dessin. On peut aussi remplacer un étrier par une liaison en forme de manchon dans lequel le coin peut pivoter en étant soutenu ou serré entre un élément du cadre et le manchon.
L'étrier est relié, pour le cadre de soutènement de la fig. 1, à l'extrémité de l'élément 2 du cadre. L'extrémité 3a de l'élément 3 du cadre est soutenue dans une bague de guidage 21 qui entoure les deux éléments 2 et 3 et qui peut coulisser sur l'élément 2.
On peut également prévoir au moins deux étriers ou manchons, avec coin pivotant, à une des zônes de recouvrement des éléments du cadre ou il est possible de loger dans un étrier ou dans un manchon au moins deux coins pivotants disposés en parallèle ou en série.
Les parties du cadre de soutènement qui ne comportent pas de liaison avec coin pivotant ne doivent pas nécessairement avoir une forme curviligne:
Le coin double, montré sur la fig. 7, se distingue de celui de la fig. 5 par le fait que les faces inclinées 6a sont subdivisées, dans le sens longitudinal, en une section ayant une inclinaison moindre et une section 6b ayant une inclinaison plus grande. Comme la longueur du coin 6 est limitée et est déterminée par l'écartement existant entre les parties latérales 12,13 de l'étrier, on obtient, par la subdivision de la face inclinée 6a en deux sections, un accroissement de la courbe du coin sans que
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l'on ait à craindre un manque d'auto-coincement de celui-ci.
L'accroisse- ment de la course du coin 6 permet d'obtenir un serrage plus puissant des profilés et permet, en outre, que dans le cas où l'on est en présence de tolérances en moins pour le coin pivotant et de tolérances en plus pour l'étrier 4, il subsiste, malgré tout, une course suffisante pour le coin pour qu'un fonctionnement certain dc la lic.ison soit assuré.