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"Chapeau à profil en caisson".
Pour les travaux d'exploitatiuon des mines on utilise, pour l'étançonnement du plafond du terrain, des chapeaux métal- liques, qui sont soutenus par des étançons. Ces'chapeaux métal- liques présentent des profils de types différents, entre autres aussi des profils en caisson, .par exemple des profils rectangu- laires. De tels profils en caisson sont, en partie, d'une seule pièce, en partie composés de deux fers profilés, par exemple des fers U ou cornières.
L'invention a pour but de réaliser, lorsde la fabrication du profil en caisson en deux fers profilés sans renoncer à une solidité et une rigidité suffisantes du chapeau, une économie
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de untière, et, par ce fait, une économie de poids. D'autre part, l'emploi de profils standardisés d'usage courant ne doit pas rendre la fabrication plus coûteuse.
Ces'diverses exigences peuvent être remplies, suivant l'invention, du fait que le chapeau est compose de deux profils I d'usage courant, dont les ailes délimitant supérieurement et inférieurement l'espace vide du chapeau sont soudées par leurs bords qui se touchent. Un tel.chapeau à profil en caisson pré- senté plusieurs avantages remarquables, lesquels sont expliqués en détail à l'aide des dessins annexés illustrant un chapeau à profil en caisson conforme à l'invention.
La figure 1 montre, en coupe, le profil en caisson; la figure 2 montre une vue latérale du chapeau.
Comme on peut le voir à la figure 1, le profil en caisson est composé de deux fers I. Les ailes 1,2 enfermant l'espace vide du caisson sont, vers l'extérieur, mutuellement soudées par le joint 3. Les faces extérieures des ailes 1 et 2 sont inclinées vers ladite jonction. L'inclinaison est par exemple de 14 envi- ron. De cette façon la ligne de .contour du profil en caisson est rétrécie aux faces supérieure et inférieure, de sorte que la tête de l'étançon n'est adjacente au chapeau qu'au-dessous des deux âmes 4; que les deux'ailes 1 et 2 n'éprouvent, à la face inférieure du chapeau, aucune pression et que, dès lors, aucun moment de flexion ne sollicite supplémentairement à la flexion lesdites ânes 4.
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.Les ailes 1 s'attachant vers l'extérieur au profil en caisson présentent, à des distances déterminées, des évideménts 6 pour engrener des cames prévues à la plaque de la tête de l'étan- con.
@ Pour. fabriquer le chapeau suivant l'invnetion, opn procède de telle façon que les deux profils en I, en acier améliorable à apros assemblage haut degré par trempe et revenu, sont soudés ensemble/aux joints 3, après quoi le chapeau est amélioré par trempe et revenu. Comme
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les parois du caisson sont plutôt minces, il suffit de refroidir de l'extérieur.
Les soudures 3. sont également refroidies et peu- vent donc rester aux efforts qui se produisent dans les zones marginales'du profil. @
En comparaison avec les profils en caisson composes de deux fers U, le chapeau suivait-l'invention présente l'avantage que les profils en I possèdent 'aile 5, 6 latéralement saillante désirée. Lors de 1'assemblage du chapeau en profils en U, ceux- ci doivent être spécialement muni de telles ailes,' ce qui sup- pose une dépense supplémentaire et dès lors une augmentation des frais de fabrication des chapeaux.
En outre les chapeaux composés de deux profils en U ont un poids supérieur d'environ 35 Kg/m. Par contre les profils - en I en acier à âme mince (4 à 6 mm) on% une solidité suffisante et sont bien plus légers ; ils permettent''une économie de poids de 25% et davantage par rapport aux anciens chapeaux en caisson.
Dans un chapeau suivant l'invention le podis peut être réduit d'en- viron 16 Kg/m, de façon qu'on se rapproche ainsi considérablement des chapeaux en métal léger, qui pèsent par exemple 12 Kg/m.
Par suite de l'importante économie de poids, le chapeau suivant l'invention l'emporte aussi sur un profil en caisson en trois parties, consistant 'en un fer I et deux parois de fermeture latérales placées à ses ailes. Un tel chapeau est peu maniable par suite de son poids considérable et nécessite, en outre, lors de la fabrication, quatre soudures. Dans un tel chapeau, font dé- faut, en outre, les ailes faisant saillie latéralement.
Bien que dans le chapeau suivaitl' invention les soudures 'sont situées le long, des bords intérieurs des ailes, il ne faut nullement renoncer à la solidité et à la force portative néçessai- res du chapeau. Un acier hautement amélioré par trempe et revenu avec, par exemple, une limite d'étirage de 60 à 80 kg.mm2, un allongement de 12 à 18% et une résilience à l'entaille en condition de viellissement artificiel de plus de 4, ne laisse également rien
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ú es au point de vue solidité et élasticité en cas drames mi ces et donc de poids de chapeau faible. La minceur de la paroi s'avère aussi être avantageuse pour la fabrication, à plusieurs points de vue.
Pour les parois minces de'-'caissons, en effet, il suffit pour améliorer l'acier,à effectuer un refroidissement de l'extérieur seulement. En outre.les ailus à paroi mince sont a- vantageuses pour les soudures.
Du fait que suivant la figure 1 les faces extérieures des ailes]. et 2 sont inclinées vers la soudure 3., les âmes mineces 4, en cas de charge excentrique du chapeau, sont protégées contre le flambage ou l' aplatissement. On obtient notamment de cette façon, que la plaque de tête, légèrement voûtée de l'étnçon, ne .touche pas les extrémités des ailes 1 et 2 opposées des fers-1, mais seulement les parties ou endroits au-dessous des deux âmes 4 Par conséquent la charge de la plaque de tête de l'étançon est transmise concentriquement aux âmes, de façon que les âmes sont seulement sol-licitées au point de vue pression, nais par un mo- rent fléchissant.
Dans l'exécution,représentée, l'inclinaison des faces extérieur des ailés']. et 2 vers la soudure 1 est réalisée par le fait que les ailes 1 et 2 ont une épaisseur diminuant en di- rection de la soudure '3.. Il serait toutefois également possible de donner aux ailés 1 et 2 une épaisseur constante et'd'incliner les ailes contre les âmes 4 et de rétrécir de cette façon le con- tour du profil en caisson aux faces supérieure et inférieure.
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"Box profile hat".
For mining work, metal caps are used for the shoring of the ground ceiling, which are supported by props. These metal caps have profiles of different types, among other things also box profiles, for example rectangular profiles. Such box profiles are, in part, in one piece, in part composed of two profiled irons, for example U irons or angles.
The object of the invention is to achieve, during the manufacture of the box profile in two profiled irons without sacrificing sufficient strength and rigidity of the cap, a saving
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of a whole, and, by this fact, an economy of weight. On the other hand, the use of standardized profiles in current use should not make the manufacture more expensive.
These various requirements can be met, according to the invention, from the fact that the cap is made up of two profiles I in common use, the wings of which delimiting the upper and lower space of the cap are welded by their edges which touch each other. . Such a box profile hat has several remarkable advantages, which are explained in detail with the aid of the accompanying drawings illustrating a box profile cap according to the invention.
Figure 1 shows, in section, the box profile; Figure 2 shows a side view of the cap.
As can be seen in Figure 1, the box profile is made up of two irons I. The flanges 1, 2 enclosing the empty space of the box are, towards the outside, mutually welded by the joint 3. The outer faces wings 1 and 2 are inclined towards said junction. The inclination is, for example, about 14. In this way the contour line of the box profile is narrowed at the upper and lower faces, so that the head of the strut is only adjacent to the cap below the two webs 4; that the two wings 1 and 2 do not experience, on the underside of the cap, any pressure and that, therefore, no bending moment additionally stresses said donkeys 4.
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The wings 1 attaching outwardly to the box profile have, at determined distances, recesses 6 for engaging cams provided with the plate of the seal head.
@ For. to manufacture the cap according to the invnetion, opn proceeds in such a way that the two I-profiles, in steel which can be improved with a high degree of assembly by quenching and tempering, are welded together / at the joints 3, after which the cap is improved by quenching and returned. As
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the walls of the box are rather thin, it is enough to cool from the outside.
The welds 3 are also cooled and can therefore remain under the forces which occur in the marginal zones of the profile. @
In comparison with the box sections composed of two U irons, the cap followed the invention has the advantage that the I-sections have the desired laterally projecting flange 5, 6. When assembling the bonnet into U-sections, these must be specially provided with such wings, which incurs an additional expense and therefore an increase in the cost of manufacturing the bonnets.
In addition, the caps made up of two U-profiles have a greater weight of approximately 35 Kg / m. On the other hand, I-profiles made of thin-core steel (4 to 6 mm) have sufficient strength and are much lighter; they allow '' a weight saving of 25% and more compared to the old box caps.
In a hat according to the invention, the podis can be reduced by around 16 kg / m, so that it is considerably similar to light metal hats, which weigh for example 12 kg / m.
As a result of the significant saving in weight, the hat according to the invention also prevails over a box profile in three parts, consisting of an iron I and two side closing walls placed at its wings. Such a cap is unwieldy because of its considerable weight and also requires four welds during manufacture. In such a cap, the wings projecting laterally are also lacking.
Although in the hat followed the 'invention the welds' are located along the inner edges of the fenders, the strength and load-bearing capacity required of the hat must not be waived. A steel highly improved by quenching and tempering with, for example, a draw limit of 60 to 80 kg.mm2, an elongation of 12 to 18% and a notch toughness under artificial aging conditions of more than 4, also don't leave anything
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From the point of view of solidity and elasticity in severe cases and therefore of low hat weight. The thinness of the wall also proves to be advantageous for the manufacturing, from several points of view.
For the thin walls of '-' caissons, in fact, it suffices to improve the steel, to perform cooling from the outside only. In addition, thin-walled wings are advantageous for welds.
Because according to Figure 1 the outer faces of the wings]. and 2 are inclined towards the weld 3., the thin cores 4, in case of eccentric load of the cap, are protected against buckling or flattening. One obtains in particular in this way, that the head plate, slightly arched of the bracket, does not touch the ends of the opposite wings 1 and 2 of the irons-1, but only the parts or places below the two webs 4 Therefore the load of the strut head plate is transmitted concentrically to the webs, so that the webs are only pressurized, but in a bending moment.
In the execution, shown, the inclination of the outer faces of the wings']. and 2 towards the weld 1 is achieved by the fact that the wings 1 and 2 have a thickness decreasing in the direction of the weld '3. It would however also be possible to give the wings 1 and 2 a constant thickness and'd 'tilting the wings against the webs 4 and in this way narrowing the contour of the box profile at the upper and lower faces.