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"Procédé et appareil pour l'abatage continu du charbon"
La présente invention concerne d'une façon générale l'ex- ploitation des mines et plus particulièrement des procédés et appa- reils nouveaux et perfectionnés d'exploitation houillère et vise plus spécialement l'abatage continu du charbon.
La pratique courante actuelle de l'abatage du charbon en profondeur entraîne une série d'opérations exécutées par cycles successifs à l'aide de différentes machines. La première opération est effectuée par des barres coupantes pourvues de chaînes sans fin contenant des lames ou griffes pratiquant dans le charbon une "sous-
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cave" de havage ou souchèvement horizontal, en quelque sorte par une action d'écrasement ou de broyage qui produit de-grandes quan- tités de fines ou de poussières, cause d'un grand nombre d'explo- sions dans les mines. Le havage peut être complété par le rouil- lage ou coupement et quelquefois par des coupes supérieures péné- trant dans le front de taille du charbon, ou par les deux à la fois.
La majeure partie du charbon obtenue uniquement par havage, après quoi on enlève la machine et on fait alors sauter le charbon à l'ai- de d explosifs ou de gaz comprimé appliqués dans des trous de mine de manière à dilater la masse et provoquer son éclatement. Une machine chargeuse est alors amenée au front de taille, pour charger le charbon sur un transporteur ou autre mécanisme de manutention qui l'amène au poste d'accrochage, d'où il est remonté à la surface, par rail ou bande transporteuse. La pratique actuelle du havage occasionne fréquemment la formation de portions en relief, étagées ou de portions déportées, ou laisse à la fois le toit et le mur à l'état libre ou déchiqueté, ce qui rend nécessaires des opérations de nettoyage et de boisage.
Les perfectionnements apportés à l'art de l'exploitation houillère en profondeur ont principalement été limités à des machi- nes à barres coupantes, des chargeuses, des dépoussiéreuses et d'au- tres matériels dont sont pourvues ces machines. Toutefois, la pra- tique et les méthodes actuelles continuent à appliquer le même cycle d'opérations de havage, de sautage par trous de mine, de chargement et de transport, qui est pratiqué depuis des siècles. La produc- tion accrue de ces dernières années est due principalement aux ma- chines perfectionnées se rapportant à chacune des phases individuel- les de ce cycle d'abatage.
Le sautage du charbon à l'aide d'explosifs ou par d'autres moyens impliquant une dilatation ou une vibration de la matière al- tère sérieusement la structure de la couche terrestre, ce qui se traduit par des écroulements qui augmentent considérablement le danger de l'extraction en profondeur. Le sautage et les vibrations
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inhérentes au cycle d'abatage actuel affaiblissent le toit et les stots et constituent une source de danger pour les équipes travail- lant dans d'autres sections de la mine.
Quelques machines sont établies de manière à souchever par havage une section de charbon et à la désagréger ensuite à l'ai- de de pics ou fleurets vibrants. La barre coupante et les fleurets sont présentés d'une manière alternante au front de taille. Ce type de machine travaille par cycles comprenant des périodes alter- nantes de havage ou souchèvement et de désagrégation du charbon.
Elle ne travaille que sur une petite portion du front de taille à tout instant donné. La mise en place alternante de la haveuse et des fleurets, conjointement avec le fait que la machine ne travail- le que sur une section partielle du front de taille, empêche cette machine de fonctionner comme une machine d'abatage du charbon à progression continue.
On a proposé des machines continues à taille rotative pour le percement des tunnels, en combinaison avec un transporteur.
Les machines ainsi proposées étaient des outils de forage lents qui étaient évidemment destinées à percer la terre par une action de fraisage et de meulage, mais leurs outils de coupe entrent en prise avec la surface périphérique du tunnel et se coincent sur elle.
Ces machines n'ont jamais donné des résultats satisfaisants dans la pratique. Les ingénieurs spécialistes du percement des tunnels con- tinuent à faire usage de perforatrices à commande manuelle pour le percement des tunnels.
Il a aussi été proposé l'application de machines rotati- ves - évidemment peu pratiques pour l'abatage du charbon - qui com- portent des outils de coupe rotatifs pourvus de coins destinés à briser le charbon, mais ces machines empêchent en réalité l'avance- ment des outils dans la matière. De plus, le support de l'outil de coupe se coince contre la surface périphérique du tunnel, de sor- te que ces machines ne sont pas des machines d'abatage à avancement continu et ne font que concrétiser des idées n'ayant aucune valeur pratique.
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La présente invention obvie aux nombreuses difficultés inhérentes aux procédés sus-indiqués et a pour objet un procédé et un appareil permettant d'obtenir économiquement une production considérablement accrue d'un charbon de grande valeur commerciale dont la forte teneur en fines et poussières a été éliminée et dont le prix de revient est uniformément bas.
Le procédé et l'appareil qui font l'objet de cette in- vention permettent d'effectuer simultanément la taille, de préfé- rence par burinage, l'enlèvement et le chargement du charbon à par- tir du front de taille solide entier et en une seule opération, c'est-à-dire pour un travail qui, jusquà ce jour, exigeait quatre opérations dans le cycle d'extraction comprenant le havage, le fo- rage, le sautage et le chargement. En même temps, ils suppriment l'écrasement ou broyage et l'émiettement indésirables qui sont la cause de la production de fines ou de poussières, ainsi que les effets peu sûrs de sautage, en permettant la réalisation, dans toutes les sections de la machine, d'opérations simultanées qui ne présen- tent pas de tels risques.
Le dispositif coupant, qui constitue en soi une caracté- ristique de l'invention, est pourvu d'une série de groupes d'outils de coupe qui, de préférence, sont espacés de distances considéra- bles axialement, sont progressivement déportés axialement vers l'ar- rière et sont reliés par des surfaces affûtables espacées vers l'ar- rière, tous les outils d'un groupe étant montés sur une tête porte- outils rotative qui taille une série de sillons ou entailles annu- laires concentriques dont le rôle est, d'une part, de soulager le charbon des poussées internes et de le détacher par rupture du front de taille, et d'autre part, avec l'aide d'organes de raclage ou de balayage, de l'entraîner continuellement vers un transporteur.
Ces outils de coupe agissent à la façon de ciseaux ou burins, et ceci empêche la formation de fines ou de poussières au cours de la taille des sillons.
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Les têtes porte-outils sont, de préférence, disposées en plusieurs rangs, les têtes voisines étant de préférence dispo- sées à recouvrement. Certains des rangs de têtes porte-outils sont, de préférence, par rapport à d'autres vers l'avant, décalés avanta- geusement dans un ordre progressif. L'ouverture taillée par chaque tête se combine avec les ouvertures taillées par les têtes voisines des mêmes rangs ou de rangs différents de manière à constituer une seule entrée ou ouverture.
Chacune des têtes coupantes rotatives de la machine, qui déterminent les dimensions de l'ouverture taillée, est de préféren- ce dimensionnée et montée de manière à pratiquer une entaille qui assure un dégagement au-delà des limites de la machine et à être ramenée à une position prédéterminée où ses éléments n'ont plus de contact avec la surface périphérique de la dite ouverture.
Les porte-outils balaient simultanément vers le côté le charbon détaché, ce balayage ayant lieu de préférence des côtés vers l'intérieur, dans des sens opposés, en travers de toute la sur- face du front, jusqu'à un transporteur qui l'évacue rapidement.
Cette action de balayage des têtes, secondée par des dispositifs à râcles, évacue tout le charbon à mesure que la machine taille son entrée ou chambre, ce qui laisse une surface de plancher ou "mur" continuellement lisse, empêche pour ainsi dire toute perte de mor- ceaux disséminés de charbon, et évite un nettoyage manuel.
L'invention offre une machine d'abatage véritablement continue en ce sens que cette machine taille et évacue continuel- lement le charbon à mesure qu'elle se crée son propre passage et ses propres dégagements en progressant à travers le charbon. Ces conditions d'abatage perfectionnées suppriment les risques inhérents aux méthodes cycliques classiques dans lesquelles les multiples opé- rations constamment interrompues accélèrent l'oxydation, outre que l'émiettement du toit qui en résulte exige le retour répété d'hommes et de machines à de telles zones de travail pour terminer le cycle d'abatage.
Grâce au procédé et à l'appareil faisant l'objet de
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l'invention, le charbon est détaché très rapidement de la masse solide par ses outils travaillant comme des ciseaux ou burins, et les toits fraîchement taillés progressent avec une rapidité inconnue jusqu'ici, sans risque de subir une oxydation et la dégradation qui en résulte, outre qu'ils n'exigent pas le retour de la main d'oeuvre ou le séjour de celle-ci dans une zone de travail donnée pendant une période de temps exagérée, comme c'était le cas avec le cycle d'abatage pratiqué jusqu'à ce jour.
D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description donnée ci-après en se référant aux des- sins annexés qui, à titre explicatif mais nullement limitatif, re- présentent certaines formes de réalisation pratiques de ladite in- vention et sur lesquels :
Fig. la et lb, réunies, sont une vue de côté de la machine conforme à l'invention, certaines portions ayant été omises pour la clarté.
Fig. 2a et 2b, réunies, en sont une coupe verticale par la ligne 2-2, des figures 3a et 3b, certaines portions ayant égale- ment été omises.
Fig. 3a et 3b, réunies, constituent une vue en plan de la construction des figures la et lb, certaines portions étant omises.
Fig. 4 est une vue de face de la machine.
Fig. 5 est une coupe par la ligne 5-5 de figure 2a.
Fig. 6 est une coupe par la ligne 6-6 de figure la.
Fig. 7 est une coupe par la ligne 7-7 de figure la.
Fig. 8 est une vue en plan du châssis du transporteur.
Fig. 9 est une vue de côté d'une disposition modifiée des têtes porte-outils.
Fig. 10 est une vue schématique de la machine comportant deux jeux de vérins de propulsion en tandem, et
Fig. 11 est une vue schématique de la machine comportant deux jeux de vérins de propulsion en parallèle.
La machine représentée est composée de la caisse de véhi- cule creuse 1 supportée, en vue de son mouvement, par les chenilles
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à commande indépendante, 2 et 3, qui sont propulsées par les roues à châîne motrices 4, prévues de chaque côté de la partie avant de ladite caisse, ces chenilles étant supportées par les deux jeux de support 5 et 6, comportant chacun cinq rouleaux de bogie et dispo- sés de part et d'autre de la machine. Le brin supérieur de chaque chenille est supporté par une paire de rouleaux de support 7, qui tourillonnent convenablement dans les parois latérales de la caisse 1. A l'arrière, la caisse 1 est supportée par deux roues à chenil- le non commandées, telles que celle représentée en 8, prévues une de chaque côté de la caisse.
Les roues motrices avant 4 sont fixées aux extrémités extérieures de l'essieu 9, la portion intermédiaire du dit essieu étant reliée à l'unité motrice par l'intermédiaire d'un différentiel approprié 10 et de la boîte de vitesses, indiquée en 11. Des organes appropriés de direction par freinage du type classique sont destinés, lorsqu'ils sont manoeuvrés, à bloquer la section correspondante de l'essieu 9 dans le but d'immobiliser une des chenilles pendant que l'autre continue à fonctionner, de maniè- re à effectuer le virage du véhicule.
L'arbre de commande 12 s'étend vers l'arrière de la boîte de vitesses 11 et est monté dans des paliers 13 et 14. Entre ces paliers, l'arbre 12 est pourvu d'un pignon de chaîne 15 et est en- traîné par une chaîne de transmission 16 à partir d'un pignon de chaîne de commande 17, monté sur l'extrémité d'un arbre 18 s'éten- dant à partir d'un réducteur à engrenages 20. L'extrémité d'entrée de ce réducteur 20 est pourvue d'un arbre 21 accouplé à l'arbre 22 du moteur 23 à l'aide de l'accouplement 24. Le moteur 23, est,de préférence, un moteur à courant alternatif triphasé dont on peut faire varier la vitesse pour régler la vitesse de propulsion du vé- hicule. Toutefois, la boîte de vitesses classique 11 est aussi pré- vue, avec le levier de changement de vitesse 25, dans le but de ré- gir la direction et la vitesse du véhicule.
Cette boîte de vitesses peut être pourvue de quatre vitesses de marche avant et d'une vites- se de marche arrière.
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Le moteur de propulsion 23 peut être mis en marche par la manoeuvre d'un bouton-poussoir de commande 26 monté sur un pan- neau qui se trouve à l'arrière de la machine, lequel bouton commande le démarreur de ligne 27. Le câble électrique souple 28 est destiné à transmettre le courant, par l'intermédiaire du démarreur de ligne 27, au moteur 23 et s'étend vers l'arrière, sur toute distance dé- sirée, jusqu'à une position où il est connecté avec la source de courant qui fournit l'énergie électrique à la machine.
Comme représenté aux figures la et 3a, deux paires d'or- ganes 30 et 31 sont fixées aux portions supérieures et inférieures des côtés de la caisse 1 et ces organes sont pourvus/d'évidements cour- bes destinés à recevoir les extrémités de forme correspondante de bras parallèles supérieurs et inférieurs 34 et 35. Les bras paral- lèles 34 et 35 présentent aussi des ouvertures alignées destinées à recevoir des pivots 36 et 37, respectivement, dont les axes coinci- dent avec les centres des portées courbes des évidements 32.
Les bras parallèles 34 et 35 font saillie vers l'avant, entre la caisse 1 et les chenilles respectives, jusqu'en un point situé au delà de l'extrémité avant de la machine ; les extrémités avant des bras inférieurs 35 sont reliées entre elles rigidement par la plaque de base 38, au bord avant de laquelle est fixée une lame coupante 40.
Le tranchant de cette lame 40 est légèrement plus haut que celui des dents des porte-outils inférieurs qui sont situées le plus à l'extérieur. Les bords extrêmes de cette lame divergent vers l'ex- térieur et se terminent au-delà de la portion extérieure extrême des chenilles, de chaque côté de la machine . Deux caissons mutuellement espacés 41 et 42 sont fixés sur le côté extérieur des bras inférieurs 35 et sont fixés rigidement aux extrémités extérieures de la plaque de base 38.
Les caissons 41 et 42 sont percés chacun de trous alignés destinés à recevoir des pivots 43 et 44, qui traversent des trous alignés des plaques extrêmes 45 et 46 desdits caissons, lesquelles plaques sont elles-mêmes fixées à l'extrémité inférieure d'un carter
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à engrenages 47 régnant à peu près sur toute la largeur de la ma- chine. Le côté arrière de ce carter est pourvu de deux paires de pattes mutuellement espacées 48 et 49, qui présentent respective- ment des trous alignés destinés à recevoir des pivots 50 et 51 par lesquels les extrémités avant des bras parallèles supérieurs 34 sont assemblées de façon pivotante. Les oels des pistons 52 et 53 sont aussi fixés de façon pivotante aux pivots 50 et 51.
Ces pis- tons coulissent dans les cylindres 54 et 55 de deux vérins hydrau- liques qui sont assujettis, à leur extrémité inférieure, comme in- diqué en 56 et 57, à des bras de support respectifs 51 et 59 fixés à la caisse 1 du véhicule. Ces vérins sont du type à double effet.
Comme on le voit aux figures 4 et 5, le carter à engre- nages 47 est fait de tôle d'acier épaisse et présente un fond ondulé.
Il est pourvu, au sommet, de brides marginales destinées à recevoir le couvercle 60, qui est amovible.
Dans des positions régulièrement espacées, les plaques avant et arrière du carter 47 sont pourvues de coussinets alignés destinés à recevoir des rangées supérieures et inférieures d'arbres S1 à S10 inclus portant les têtes porte-outils, ainsi que des ar- bres intermédiaires M1 à M4 inclus. L'arbre S2 est destiné à rece- voir directement l'énergie motrice du véhicule par l'arbre de com- mande 61, le joint universel 62 et l'accouplement 63.
Comme on le voit à la figure 5, l'arbre S2 est pourvu, à l'intérieur du carter, d'un pignon de chaîne qui entraîne l'arbre S1 à l'aide d'une chaîne 67. Si les arbres Si et S2 sont disposés de manière à actionner les arbres intermédiaires M1 et M2 et les arbres inférieurs S6 et S7 par l'intermédiaire d'un train d'engre- nages, comme dans l'exemple représenté, l'arbre intermédiaire M2 est aussi disposé de manière à entraîner l'arbre S3 à l'aide d'une chaîne 68. Ainsi, si l'arbre de commande 61 et l'arbre S2 sont ani- més d'une rotation à gauche ou sinistrorsum, (comme on le voit à la figure 5), chacun des arbres S1, S2, S6, et S7 sera également animé d'une rotation sinistrorsum, alors que l'arbre S3 tournera à droite
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ou dextrorsum en raison du fait qu'il est commandé à partir de l'arbre intermédiaire M2.
Entre l'accouplement 63 et la paroi arrière du carter 47, l'arbre S2 est pourvu d'un pignon de chaîne 64 qui entraîne le pi- gnon de chaîne 65 de l'arbre M3 à l'aide d'une chaîne à rouleaux 65. L'arbre intermédiaire M3 tourne à gauche. Toutefois, cet arbre est similairement relié par des engrenages aux arbres S4 et S9 et fait tourner ces arbres à droite (sens dextrorsum). L'arbre inter- médiaire M3 fait aussi tourner l'arbre S8 à gauche, à l'aide d'une chaîne 69. L'arbre S4 fait tourner l'arbre S5 à droite à l'aide d'une chaîne 70, et l'arbre S5 relié par des roues dentées par l'in- termédiaire de l'arbre M4, fait tourner l'arbre S10 à droite.
Grâce à cette disposition des transmissions à engrenages et chaînes, pré- vues tant à l'intérieur qu'à l'extérieur du carter 47, cinq des dix arbres porte-outils sont entraînés dans un sens et les cinq autres en sens inverse,.
On a représenté deux rangs horizontaux contenant chacun cinq arbres commandés, mais on pourrait prévoir trois pu plus de trois de ces rangs. De même, le nombre d'arbres dans chaque rang peut être plus petit ou plus grand que cinq.
Le carter présente intérieurement des nervures transver- sales 71, 72, 73 et 74, présentant chacune des ouvertures ou fenê- tres alignées convenables destinées à recevoir les brins inférieurs et supérieurs des chaînes 67 à 70. Des fenêtres sont aussi prévues au bas de ces nervures pour permettre la libre circulation d'huile à l'intérieur du carter.
Comme on le voit à la figure 2a, l'arbre supérieur Se ne fait pas saillie sur l'extrémité du carter 47 dans une mesure aussi grande que l'arbre inférieur complémentaire S10, et la portion ex- ces térieure de chacun de, 'arbres est pourvue d'une surface hexagonale, indiquée en 75 et 76, destinée à recevoir les manchons hexagonaux complémentaires 78 et 79 des têtes porte-outils supérieures et in- férieures 80 et 81. Les têtes 80 des arbres supérieurs S1 et S2
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sont identiques et pourvues de dents ou outils taillant à gauche, alors que les têtes des arbres S3, S4 et Se-sont identiques et pourvues de dents taillant à droite.
Chacune des têtes 80 est pour- vue d'une section de plaque comportant trois cornes 83, 83a et 83b, qui sont pourvues de dents mais qui comportent, de préférence, des manchons 85 destinés à recevoir des paires amovibles d'outils 86.
Les manchons 85 sont pourvus de tiges de guidage centrales 87 por- tant un manchon 88 destiné à recevoir des outils en Y, 89.
Les têtes inférieures des arbres S6, S7 et S8 sont iden- tiques et pourvues de dents taillant à gauche, et celles des arbres S9 et S10 sont identiques et pourvues de dents taillant à droite.
Chacune de ces têtes est similairement pourvue des cornes 90 et 91 situées d'un cpté des arbres et comportant les manchons 85 qui re- çoivent les dents ou paires d'outils amovibles 86. Ces têtes sont aussi pourvues des tiges de guidage centrales 87 qui portent les manchons 88 recevant les unités à outils en Y détachables 89. Les têtes 81 sont aussi pourvues d'une plaque opposée 84 comportant une corne destinée à supporter le manchon 85 dans lequel est montée une paire d'outils 86. Les outils des plaques opposées 84 sont plus rapprochées de l'arbre que les outils des cornes 91.
Les têtes supérieures 80 et inférieures 81 ont été repré- sentées comme comportant une tige de guidage centrale et au moins deux cornes qui supportent des dents ou paires d'outils coupants.
Les cornes sont de préférence prévues dans différentes positions par rapport à l'axe de rotation de la tête porte-outils, afin de pratiquer sur le front de taille des sillons annulaires distincts, largement espacés, à l'aide de leurs paires d'outils, à l'exception des outils de centrage.
Il y a aussi lieu de noter que chacune des dents ou outils de coupe 86 fait un angle compris entre 15 et 50 degrés, et de pré- férence d'environ 30 degrés, avec l'axe de rotation , et que la pro- jection de l'axe longitudinal de chaque outil est disposée dans le plan et le long de la corde de son arc de rotation sous-tendu, lequà.
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plan est perpendiculaire à l'axe de rotation (vu de l'avant) de la tête porte-outils.
Les plaques qui forment les têtes 80 et 81 peuvent être. fixées (par exemple soudées) latéralement aux manchons respectifs 78 et 79, auquel cas elles seraient déportées par rapport au centre de l'axe desdits manchons. Toutefois, les tranchants des dents 86, qui font un angle avec les plaques, sont tous situés dans un plan contenant l'axe du manchon et s'étendant longitudinalement par rap- port à cet axe. Lorsque les têtes tournent et que le véhicule avan- ce, chaque paire d'outils taille un sillon hélicoïdal sur le front de taille. Il est préférable de donner à chacun-des outils une for- me telle qu'il pratique un évidement qui dégage sa tige.
A mesure que le véhicule avance et que les sillons taillés par les dents aug- mentent de profondeur, la matière qui se trouve entre les dents consé cutives, à moins qu'elle n'ait déjà été brisée, se rapproche de la plaque de la tête, jusqu'à ce qu'elle entre en contact avec les cô- tés des manchons 85 et avec les surfaces courbes affûtées 92 situées entre les cornes. La tête est construite de telle sorte que les dents coupantes situées radialement vers l'extérieur, à partir de la dent de centrage, occupent des positions successivement en retrait dans un plan contenant l'axe du manchon. Cette disposition des dents coupantes confère à chacune des têtes une action de centrage qui tend à maintenir la tête alignée avec l'axe de chaque arbre et à éliminer la poussée latérale.
Celles des dents qui sont les plus rapprochées de l'axe et font saillie sur les dents extérieures se meuvent à une vitesse moindre que ces dernières et enlèvent le char- bon central, ce qui permet aux dents extérieures d'enlever le reste du charbon en travaillant plus efficacement. Une forte proportion du charbon peut être rompue en avant des dents en raison de sa struc- ture stratifiée et de sa nature friable.
Si le charbon qui se trouve entre les sillons concentri- ques n'est pas fracturé par l'effet de la vibration normale de la machine, les manchons 85 des dents 86 le heurteront sur le côté du
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sillon et exerceront sur lui une action latérale de coin qui pro- voquera sa fracture et sa chute.
Le charbon ne se brise pas en un seul bloc, mais éclate et se désagrège suivant ses plans de clivage, et l'action des dents peut quelquefois laisser une saillie circulaie re de charbon sur laquelle les surfaces courbes affûtées 92 compri- ses entre les cornes agiront de manière à la buriner et à la détacher'
Les arbres inférieurs S6 à S10 inclus sont disposés en saillie par rapport à la rangée supérieure d'arbres S1 à S5 inclus, de manière à assurer un effet de dégagement ou de "sous-cave" qui diminue notablement le travail de la rangée supérieure d'outils.
Pour permettre de manoeuvrer la machine ou de la .dégager d'une seule entrée de taille, on peut faire tourner les têtes pour les amener à leurs positions de la figure 4 et relever le carter 47, à l'aide des vérins 54 et 55, ce qui dégage complètement les têtes de la sur- face périphérique de la coupe d'entrée. Le même résultat peut être obtenu sans manipuler les vérins en faisant tourner les têtes, à partir de leurs positions de la figure 4, d'un petit angle suffisant pour amener celles des dents des têtes inférieures qui sont situées le plus à l'extérieur légèrement au-dessus du bord de la lame 40.
Comme représenté aux figures 3a et 6, l'arbre de commande 61 traverse l'ouverture 93 de la portion avant du véhicule, laquelle ouverture est convenablement protégée de manière à empêcher le char- bon d'y pénétrer. Sur un arbre 95 relié à l'arbre 61 par un accou- plement 94 est fixée, entre des paliers 96 et 97, une roue dentée 98 engrenant avec un pignon 99 porté par un arbre de commande inter- médiaire 100 qui tourillonne dans des paliers 101 et 102. Les pa- liers 96, 97, 101 et 102 sont portés par des organes de châssis triangulaires 103 , qui sont soudés à l'intérieur du châssis 1, com- me représenté à la figure 7.
L'extrémité de l'arbre intermédiaire 100 est reliée par un accouplement 104 à l'arbre récepteur 105 de la boîte de vitesses classique 106, qui peut être manoeuvrée à l'aide du levier de changement de vitesse 107. L'arbre primaire 108 de cette boîte'de vitesses est relié par un accouplement 109 à l'arbre
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110 d'un moteur électrique 111; qui, de préférence, est également un moteur à courant alternatif triphasé destiné à être excité à l'aide d'organes de commande appropriés par la même source d'énergie motrice que celle du moteur 23. Le moteur 111 reçoit l'énergie électrique à l'aide d'un câble 112.
Un bouton-poussoir 113 placé sur le panneau de commande installé à l'arrière permet de commander à distance l'excitation du moteur 111 par l'intermédiaire d'un dé- marreur placé près de la source d'énergie non représentée.
On remarquera que le tranchant de la lame 40 est situé à l'arrière de la rangée inférieure de têtes porte-outils et que cette lame s'étend vers l'arrière jusqu'au point indiqué en 114 aux figures la et 4, qui représente le bord arrière de cette lame disposée en travers de la paroi avant des caissons 41 et 42. L'ou- verture existant entre ces caissons portés par la plaque de base 38 est destinée à recevoir l'extrémité avant d'un transporteur dragueur 115.
Comme représenté aux figures 2a, 2b, 7 et 8, ce transpor- teur comprend deux auges stationnaires inférieure 116 et supérieure 117, espacées l'une de l'autre, dont les joues ou parois latérales sont indiquées en 118 et 119. Il règne horizontalement de l'avant à l'arrière du véhicule et s'incline alors vers le haut dans le but d'élever le charbon à un niveau supérieur pour permettre l'incorpora- tion d'un second transporteur 120 à l'arrière de la machine. A cer- tains intervalles convenables, l'auge 117 est pourvue sur sa face de dessous d'entretoises de section en U, 121. L'extrémité avant de cet- te auge supérieure 117 est renforcée et pourvue d'une plaque inclinée 123.
Un tube 124 est fixé aux bords avant de l'auge 117, et la pla- que 123 est disposée de manière à renfermer un arbre 125 dont les extrémités porte des pignons de chaîne 126 et 127/destinés à recevoir les chaînes à rouleaux 128 et 129 du transporteur, composées chacune d'une série de paires de maillons reliés par des axes sur lesquels tournent des rouleaux 122. Les chaînes 128 et 129 sont reliées à cer- tains intervalles par des barres râcleuses transversales 130 qui
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participent à leur mouvement et draguent ou râclent le charbon le long de l'auge 117. Des rails convenables 131 et 132 sont soudés respectivement sur la surface supérieure de l'auge inférieure 116 et sur la face de dessous des entretoises 121 de manière à consti- tuer des organes servant à guider chacune des chaînes 128 et 129.
Ces rails sont disposés entre les maillons respectifs des chaînes du transporteur, et les rouleaux 122 peuvent entrer en contact avec eux, dans le passage des chaînes entre les auges supérieure 116 et inférieure117, de manière à maintenir les maillons à l'écart des auges. Le jeu prévu entre les rails 131 et 132 suffit pour empêcher les maillons et les barres râcleuses transversales 130 de heurter les entretoises 121, mais l'espace ménagé entre eux est plus grand que le diamètre du rouleau de la chaîne, afin d'éviter le contact simultané avec les génératrices supérieures et inférieures des rou- leaux. Deux rails guide-chaîne 133 sont aussi prévus à la surface supérieure de l'auge supérieure 117 pour guider les chaînes le long du brin de retour du transporteur.
Des patins de guidage 134, fi- gure 2a, sont fixés sur les surfaces intérieures des joues 118 et 119, à l'extrémité avant de celles-ci, pour maintenir les chaînes du transporteur avec un jeu correct à leur passage sous le carter 47. Un patin semblable 135, figure 2b, est placé des deux côtés de la portion courbe du transporteur, dans le but d'empêcher les chaînes et les barres transversales de se soulever à l'écart du plateau du transporteur à l'endroit où celui-ci passe vers l'arriè- re dans sa portion ascendante.
A l'extrémité arrière du transporteur, les joues latéra- les sont pourvues de crosses ou plaques de guidage 136, qui présen- tent des fentes alignées 137 à travers lesquelles passe l'arbre 138. Des pignons de chaîne 144 et 145, fixés à cet arbre, effec- tuent l'entraînement des chaînes respectives 128 et 129. Deux coulisseaux formant paliers 140 sont rainurés sur leurs bords su- périeur et inférieur pour s'ajuster de façon coulissante le long des rails ou chemins 141 des plaques de guidage. Une vis de réglage 142 se vissant dans chacune des pattes 143 fixées aux plaques 136
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permet d'ajuster la position de l'arbre 138 pour rattraper le mou des chaînes du transporteur. Ces deux vis de réglage peuvent aussi servir à aligner convenablement chacune des extrémités de l'arbre 138.
La portion intermédiaire de cet arbre traverse un boîtier tubulaire 139 soudé sur une plaque ajustable 117' qui glisse sous l'auge supérieure 117 et est guidée à un certain écartement au-des- sus du brin de retour des barres du transporteur.
L'arbre 138 est prolongé au-delà d'une des joues du trans- porteur et est pourvu d'une boîte à réducteur de vitesse 146 suppor- tée par l'arbre et dont la rotation est empêchée par une barre 146' assujettie sur le côté du transporteur. Ce réducteur porte, de l'autre côté, une poulie 147 à plusieurs gorges recevant des cour- roies trapézoïdales 14$ qui passent autour d'une poulie motrice 149 actionnée par un moteur électrique 150 supporté par un bâti 151 fixé au sommet du transporteur.
Ce moteur 150 est, de préférence, un moteur triphasé de la même tension que les moteurs 23 et 111, de sorte qu'il peut être alimenté par la même source de courant, mais à l'aide d'organes de contrôle différents, car il peut être désira- ble de faire fonctionner le transporteur alors que le moteur de pro- pulsion 23 et le moteur 111 de commande des outils ne fonctionnent pas.
Le transporteur 115, dont le brin de retour est enveloppé et le brin de transport exposé, est destiné à fonctionner à une vi- tesse telle qu'il soit capable d'évacuer le charbon qui se trouve au voisinage des têtes coupantes plus rapidement que le taux de pro- duction de charbon maximum de la machine. L'extrémité avant du transporteur repose sur la plaque de base 38 entre les caissons 41 et 42, et son extrémité arrière est supendue et -fixée par des biel- lettes 152 à la portion arrière du véhicule. Le plateau inférieur 116 du transporteur est supporté au-dessus de la surface du sol.
Si l'on se reporte à la figure 4, on voit que les quatre têtes coupantes portées par les arbres S1, S2, S6 et S7 tournent à gauche de manière à balayer le charbon à partir d'un des côtés de
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la machine vers le transporteur 115 situé au centre, alors que les têtes coupantes portées par les arbres S4, S5, S9 et S10 tournent à droite dans le but de balayer le charbon dans le sens opposé vers le transporteur 115 ou le centre de la machine. Ainsi, outre que les têtes coupantes extérieures extrêmes des rangées supérieures et inférieures taillent le charbon, elles se comportent comme un trans- porteur pour faire mouvoir le charbon vers et jusqu'au centre de la machine, où il est recueilli par le transporteur 115. Les têtes em- pêchent ainsi le charbon de tomber le long du côté de la machine.
Il y a lieu de noter que les têtes coupantes des arbres S1, Se, S6 et S10 situés aux angles taillent le charbon suivant un arc de plus de 180 degrés de leur rotation, en raison de leur dis- position à récouvrement, comme on le voit à la figure 4. Ceci peut être mis en évidence par le fait que le cercle de coupe d'une dent intermédiaire de la tête coupante portée par l'arbre S1 effectue sa coupe du point A au point B, et que ce cercle peut être sensiblement dans le même plan vertical que le cercle de coupe de la dent exté- rieure de la tête coupante portée par l'arbre S1, qui effectue sa coupe du point B au point C, comme on le voit à la figure 9. Celle des dents de la tête de l'arbre S. qui est située le plus à l'exté - rieur effectue sa coupe du point D au point E.
Les têtes intermé- diaires de l'arbre inférieur S7 effectueront leur coupe entre les points C et F, alors que la partie extérieure extrême de la tête de l'arbre S2 effectuera sa coupe de G à D. Les autres têtes intermé- diaires auront une action de coupe similaire.
Au cours de l'avancement du véhicule, les rangées supé- rieures et inférieures de têtes coupantes rotatives taillent dans le charbon une série d'ouvertures ou sillons annulaires correspon- dants, en laissant une série de saillies annulaires centrales sur le toit, les parois ou flancs et le plancher ou "mur" de la mine.
Lessaillies en forme de corne constituées entre les têtes inférieu- res peuvent être enlevées par la lame 40. Celles constituées entre les têtes supérieures peuvent être enlevées du toit par la lame 153,
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qui est montée de façon ajustable sur le carter 47 à l'aide de vé- rins à commande hydraulique 154. Toutefois, des portions des cornes de charbon formées par les têtes coupantes supérieures tombent fré- quemment sur le transporteur, étant donné que les vibrations occas- sionnent leur fracture au cours de l'avancement de la machine à tra- vers le charbon.
Des lames coupantes ajustables 155 et 156 peuvent aussi être prévues sur les côtés du carter 47, comme représenté aux figu- res 3a et 4, pour tailler les sillons entre les têtes coupantes su- périeures et inférieures portées par les arbres SI, S6, S5 et S10, respectivement. Ainsi, à l'aide des quatre lames supplémentaires, un tunnel unique comportant un toit, un plancher et des parois à surface régulière peut être abattu. On peut adjoindre aux lames 155 et 156 des plaques de garde 157 et 158 servant à empêcher que du charbon se crée un passage au-delà des extrémités du carter 47.
Ces plaques guident le charbon vers l'ouverture d'entrée du trans- porteur 115 et sont disposées de façon à s'étendre vers l'extérieur pour correspondre approximativement aux sillons extrêmes taillés par les têtes coupantes supérieures et inférieures, avec un léger jeu, mais elles sont disposées de manière à pouvoir être repliées intérieurement vers le carter 47, dans le but de permettre de ma- noeuvrer la machine lorsqu'il devient nécessaire de la faire reculer ou d'inverser sa marche.
Tous les arbres Si à S10 inclus sont maintenus en synchro- nisme et sont de préférence pourvus, par exemple, d'extrémités he- xagonales propres à permettre de placer correctement les têtes cou- pantes sur lesdits arbres de manière que, au cours de leur rotation, elles ne risquent pas d'entrer mutuellement en collision à cause de leur disposition recouvrement mentionnée précédemment. Pour man- oeuvrer la machine lorsqu'elle ne taille pas, il est préférable de faire tourner les têtes de manière à placer les outils en bas, com- me indiqué'-aux figures la, 2a et 4, et de mettre en marche les vé- rins 54 et 55 de manière à relever en bloc l'ensemble avant, qui
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est guidé par les deux jeux de bras parallèles 34 et 35.
Ainsi, en soulevant en bloc l'ensemble avant, on peut manoeuvrer la machine à l'intérieur du passage qui a été abattu avec un dégagement suffi- sant pour permettre de guider ou rappeler la machine ou de modifier la direction de percement du tunnel par rapport à la taille précé- dente dans un plan horizontal'.
On peut aussi régler les vérins 54 et 55 de manière à re- lever ou abaisser l'ensemble avant et permettre ainsi à l'opérateur de suivre la veine de charbon lorsque celle-ci dévie en élévation.
Le terme "burinage" utilisé dans cette description s'en- tend pour l'action de la pointe d'un outil de coupe qui, en taillant son chemin à travers du charbon vierge, se comporte aussi comme un pic qui fissure, brise et détache la matière.
Cette action de la pointe ou dent de l'outil porté par les têtes coupantes à recouvrement, conjointement avec les plans de clivage du charbon, a pour effet de déloger de la masse solide si- tuée à l'avant des dents de gros morceaux de charbon et d'évacuer ces morceaux hors de la machine, surtout lorsque les dents d'une tête coupante sont sur le point d'atteindre les dégagements prati- qués par les dents d'une tête voisine ou pénètrent dans le charbon à partir du dégagement pratiqué par une tête voisine.
En fait, on trouve de gros morceaux de charbon présentant une moitié du trou pratiqué par les dents de centrage des têtes coupantes supérieures, avec du charbon vierge à l'avant de l'extrémité du trou, ces mor- ceaux ayant évidemment été délogés au moment où le charbon se dé- tache en se brisant en raison de la position plus avancée des têtes coupantes inférieures. La plupart des gros morceaux de charbon sont délogés par des dents autres que les dents de centrages, étant donné que ces morceaux ne présentent qu'une seule marque de dent, et pas d'autres marques. Le charbon enlevé par cette machine con- tient un faible pourcentage de fines, mais pour ainsi dire pas de poussières. Les gros morceaux produits par les dents représentées sont approximativement des cubes de 15 à 20 cm d'arrête.
Les têtes
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agissent de manière à écraser les très gros morceaux entre elles- mêmes et le carter 47 ou la lame, mais la grosseur des morceaux de charbon enlevés peut être déterminée à l'avance, avec un assez bon degré d'exactitude, en réglant les facteurs qui influent sur 1.'en- lèvement du charbon, tels que la position angulaire et l'espacement des dents sur chaque tête., le degré de recouvrement des têtes voi- sines, la projection d'un rang de têtes vers l'avant au-delà des autres, la vitesse de rotation des têtes et la vitesse de progres- sion de la machine à l'intérieur du charbon vierge.
L'hélice de burinage due à la vitesse des têtes et à la progression vers l'avant est mise en évidence par la trace des dents sur les côtés du passa- ge creusé, ainsi que sur certains des morceaux de charbon enlevés par la machine. Il est évident que, à mesure que les têtes rotati- ves pénètrent dans le charbon vierge, chacune des dents effectue sa taille suivant une hélice prédéterminée dont le pas varie avec la vitesse de pénétration dans le charbon vierge. Il est aussi évident que les plans de clivage du charbon concourent à l'enlève- ment du charbon, étant donné que les ciseaux rotatifs intersectent continuellement ces plans au cours de leur avancement dans le char- bon.
La propulsion ou avancement de la machine peut être obte- nue de plusieurs façons, par exemple à l'aide des chenilles dans fin à commande indépendante, 2 et 3, ou par des organes d'entraîne- ment positifs, tels que les vérins à double effet 160 et 161, figu- res Ib, 2b et 3b, qui sont montés à pivot sur des selles ou organes d'appui respectifs, 162 et 163, qui vont d'une des chenilles sans fin 2,3 à l'autre et sont fixés à leur ossature, ou au châssis du véhicule.
Sous certaines conditions, les chenilles sans fin 2 et 3 sont capables de produire l'avancement nécessaire de la machine à l'intérieur du charbon, mais lorsque le poids de la machine devient insuffisant, les roues de toit 164, à bandage de caoutchouc, montées de façon rotative sur le mécanisme élévateur 165 actionné par les vérins hydrauliques 166, sont relevées de manière à exercer une
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poussée sur le toit, dans le but d'accroître l'adhérence tractive des chenilles sans fin, celles-ci pouvant être pourvues de lames d'ancrage supplémentaires propres à accroître la force de traction.
La section d'attache de l'élévateur 165, qui's'étend en travers de la machine, est montée à charnière près des paires opposées de roues 164, de manière à permettre à l'une des paires de roues de toit d'être à un niveau plus élevé que l'autre pour compenser l'irrégu- larité de la surface du toit. Les roues 164 sont montées de manière à rouler dans les canaux constitués par les têtes des arbres S2 et S4.
Lorsque la charge supplémentaire servant à accoître la force de traction à l'aide des vérins puissants 166 de l'élévateur hydraulique ne suffit pas, la propulsion hydraulique positive pro- duite par les vérins de propulsion 160 et 161 peut être appliquée soit seule, soit conjointement avec les chenilles sans fin 2 et 3 et l'élévateur 165.
Les vérins 160 et 161 sont établis de manière à se développer en s'arc-boutant contre les vérins de toit 167 et 168, dont chacun est en quelque sorte une genouillère composée, d'une part, d'un élément d'étai inférieur, constitué par un levier coudé 170 dont un des bras porte une bêche d'artillerie 171 et un patin d'appui 172 et l'autre un sabot 173, et d'autre part, d'un élément d'étai supérieur 174, qui est l'élément le plus long, por- tant à son extrémité un patin ou sabot de toit pivotant 175. Ces deux éléments d'étai 174 et 170 pivotent l'un sur l'autre ainsi que sur l'extrémité extérieure du vérin à double effet correspon- dant 160, 161, à l'aide des axes de genouillère 176, et lesdits éléments sont développés ou contractés entre le toit et le sol ou mur par des vérins hydrauliques à double effet 177 et 178.
Les deux vérins de toit 167 et 168 sont mutuellement entretoisés par des traverses supérieure 180 et inférieure 181, qui sont montées à pivot sur les vérins respectifs de manière à permettre à ceux-ci de se mouvoir l'un par rapport à l'autre.
Lorsque les vérins extensibles 177 et 178 ont été développés de
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manière à pousser le patin de toit 175 contre le toit 33 1 à enfon- cer les bêches d'artillerie 17i dans le sol en vue de la mise en position des vérins de toit, les vérins de propulsion hydrauliques à double effet 160 et 161 peuvent être développés de manière à exercer une poussée contre les axes de genouillères des vérins de toit et à faife avancer la machine. Le taux de progression vers l'avant peut être réglé par le robinet régulateur de commande à main situé au poste de l'opérateur. Le bouton-poussoir de démarrage 182 permet d'exciter le moteur 183, qui fait fonctionner la pompe hydraulique 184 pour admettre du liquide sous pression à chacun des vérins hydrauliques de la machine.
Il est préférable de faire mou- voir lentement la machine avec les têtes porte-outils au contact du front de taille, et lorsque les outils commencent à tailler le char- bon, d'accroître progressivement la poussée d'avancement jusqu'à ce que les deux vérins de toit aient été fermement mis en place et que les vérins de propulsion aient été développés d'une manière égale pour provoquer la pénétration de la machine dans le charbon. On augmente alors la pression hydraulique des vérins de propulsion jusqu'à ce que la machine ait atteint une vitesse d'avance prédé- terminée de l'ordre de quelques mètres par minute dans le charbon vierge. En faisant varier l'admission de liquide d'un seul des vérins de propulsion, on peut diriger la machine suivant un parcours courbe.
Si l'on n'utilise qu'un seul jeu de vérins de toit et de propulsion, le mouvement de la machine est, bien entendu, intermit- tent, ce qui exige que les vérins de toit 167, 168 et les vérins de propulsion 160, 161 soient retractés à la fin de chacune des courses d'avancement, mais on peut obtenir une progression positive en doublant les jeux de vérins de toit et de propulsion de façon que le premier jeu puisse fonctionner de manière à faire avancer la machine, pendant qu'on rétracte le second et qu'on le remet à même de recommencer à faire avancer la machine avant que les éléments du premier jeu aient été complètement développés.
Ainsi, les jeux
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peuvent être disposés en tandem, comme représenté schématiquement à la figure 10, dans laquelle un jeu arrière de vérins de toit 184, 185 et un jeu arrière de vérins de propulsion 186, 187, ont été adjoints à la disposition déjà décrite, ce second jeu 186, 187 ayant été calculé de manière que ses éléments se développent plus rapidement que ceux du premier jeu de vérins de propulsion 160, 161 pour contracter ceux-ci tout en se substituant à eux pour faire avan- cer la machine à la même vitesse. Une variante consiste à placer les deux jeux de vérins en parallèle, comme représenté à la figure 11 où l'on voit que le jeu de vérins de propulsion 160, 161 et leurs vérins de toit 167, 168 sont placés en parallèle avec le jeu identique de vérins de propulsion 188, 189 et leurs vérins de toit 190, 191.
Ces jeux sont placés côte à côte, mais sont commandés séparément, de manière à assurer automatiquement un avancement con- tinu positif de la machine. Les robinets régulateurs ou distribu- teurs commandant ces vérins hydrauliques à double effet sont établis de façon qu'ils provoquent le développement d'un des jeux de vérins de propulsion et que, avant que les éléments de ce jeu aient atteint leur position développée finale, ils assurent la mise en place et la mise en marche des éléments de l'autre jeu, afin qu'ils secondent l'action des éléments du premier jeu pendant le transfert de la charge.
Une fois ce transfert effectué, le jeu précédemment en charge est rapidement rétracté et remis en état pour être prêt à se substituer à l'autre jeu en vue de l'avancement, l'avancement continu de la machine d'abatage dans le charbon étant ainsi assuré.
Certaines formes de réalisation préférées de l'invention ont été représentées et décrites pour faire comprendre ladite inven- tion, mais il doit être bien entendu que celle-ci est susceptible de recevoir d'autres formes de réalisation et de nombreuses modifi- cations de détails qui rentrent dans le cadre et l'esprit de ladite invention.
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"Method and apparatus for continuous coal mining"
The present invention relates generally to the exploitation of mines and more particularly to new and improved coal mining methods and apparatus and more particularly relates to the continuous mining of coal.
The current current practice of deep coal mining involves a series of operations carried out in successive cycles using different machines. The first operation is carried out by cutting bars provided with endless chains containing blades or claws making a "sub-
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cellar "of cutting or horizontal lifting, as it were by a crushing or grinding action which produces large quantities of fines or dust, the cause of a large number of explosions in mines. Cutting can be completed by rolling or cutting and sometimes by top cuts entering the face of the coal, or both at the same time.
Most of the coal obtained only by blasting, after which the machine is removed and the coal is then blown up with explosives or compressed gas applied in blastholes so as to expand the mass and cause its burst. A loader machine is then brought to the working face, to load the coal onto a conveyor or other handling mechanism which brings it to the hooking station, from where it is brought up to the surface, by rail or conveyor belt. The current practice of cutting frequently causes the formation of raised, stepped or offset portions, or leaves both the roof and the wall in the free or shredded state, which makes cleaning and timbering operations necessary.
Improvements in the art of deep coal mining have mainly been limited to cutting bar machines, loaders, dust collectors and other equipment with which these machines are equipped. However, current practice and methods continue to apply the same cycle of cutting, blasting, loading and hauling operations that has been practiced for centuries. The increased production in recent years is mainly due to improved machinery relating to each of the individual phases of this slaughter cycle.
Blasting of coal with explosives or by other means involving expansion or vibration of the material seriously alters the structure of the earth's layer, resulting in collapses which greatly increase the danger of deep extraction. Blasting and vibrations
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inherent in the current felling cycle weaken the roof and stots and constitute a source of danger for crews working in other sections of the mine.
Some machines are set up in such a way as to strain a section of coal by cutting and then to break it up with the aid of vibrating picks or foils. The cutting bar and the foils are presented alternately on the face of the cut. This type of machine works in cycles comprising alternating periods of cutting or stumping and of disintegration of the coal.
She is only working on a small portion of the waistline at any given time. The alternate placement of the cutter and the foils, together with the fact that the machine only works on a partial section of the working face, prevents this machine from functioning as a continuously advancing coal cutting machine.
Continuous rotary cutting machines have been proposed for boring tunnels in combination with a conveyor.
The machines thus proposed were slow drilling tools which were obviously intended to pierce the earth by a milling and grinding action, but their cutting tools engage with the peripheral surface of the tunnel and get stuck on it.
These machines have never given satisfactory results in practice. Engineers specializing in tunneling continue to use hand-operated drills for tunneling.
It has also been proposed the application of rotary machines - obviously impractical for coal mining - which include rotary cutting tools provided with wedges for breaking the coal, but these machines in reality prevent the advancement of tools in the material. In addition, the cutting tool holder wedges against the peripheral surface of the tunnel, so that these machines are not continuously advancing felling machines and only realize ideas of no value. convenient.
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The present invention obviates the many difficulties inherent in the above-mentioned processes and relates to a process and an apparatus making it possible to obtain economically a considerably increased production of a coal of great commercial value whose high content of fines and dust has been eliminated. and whose cost price is uniformly low.
The method and apparatus which is the subject of this invention allow the cutting, preferably by chiselling, removal and loading of coal from the entire solid face and loading, to be performed simultaneously. in a single operation, that is to say for a job which, until now, required four operations in the extraction cycle including cutting, drilling, blasting and loading. At the same time, they suppress the unwanted crushing or crushing and crumbling which are the cause of the production of fines or dust, as well as the unsafe effects of blasting, allowing the realization, in all sections of the machine , simultaneous operations which do not present such risks.
The cutting device, which in itself constitutes a feature of the invention, is provided with a series of groups of cutting tools which, preferably, are axially spaced apart by considerable distances, are progressively offset axially towards the end. 'rear and are connected by sharpenable surfaces spaced apart towards the rear, all the tools in a group being mounted on a rotating tool head which cuts a series of concentric annular grooves or notches whose role is is, on the one hand, to relieve the coal from internal thrusts and to detach it by breaking the cutting face, and on the other hand, with the help of scraping or sweeping members, to carry it continuously towards a carrier.
These cutting tools act like scissors or chisels, and this prevents the formation of fines or dust during the cutting of the furrows.
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The tool heads are preferably arranged in several rows, the neighboring heads preferably being arranged overlapped. Some of the rows of tool heads are preferably in relation to others forwardly offset in a progressive order. The opening cut by each head combines with the openings cut by neighboring heads of the same rows or of different rows so as to constitute a single entry or opening.
Each of the rotary cutting heads of the machine, which determine the dimensions of the cut opening, is preferably sized and mounted so as to make a notch which provides clearance beyond the limits of the machine and to be reduced to a predetermined position where its elements no longer have contact with the peripheral surface of said opening.
The tool holders simultaneously sweep the loose coal sideways, this sweeping preferably taking place from the sides inward, in opposite directions, across the entire face of the front, to a conveyor which carries it. evacuates quickly.
This head sweeping action, aided by scraper devices, removes all of the coal as the machine clears its entrance or chamber, leaving a continuously smooth floor or "wall" surface, virtually preventing loss of soil. scattered pieces of charcoal, and avoids manual cleaning.
The invention provides a truly continuous slaughter machine in that this machine continuously cuts and discharges coal as it creates its own passage and clearances as it progresses through the coal. These improved felling conditions eliminate the risks inherent in conventional cyclical methods in which the multiple operations constantly interrupted accelerate oxidation, in addition to the resulting crumbling of the roof requiring the repeated return of men and machines to such work areas to complete the felling cycle.
By means of the method and the apparatus which is the subject of
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invention, the coal is very quickly detached from the solid mass by its tools working like scissors or chisels, and the freshly cut roofs progress with a speed unknown until now, without the risk of undergoing oxidation and the degradation which results from it , besides that they do not require the return of the workforce or the stay thereof in a given work area for an exaggerated period of time, as was the case with the slaughter cycle practiced until this day.
Other objects and advantages of the invention will become apparent during the description given below with reference to the appended drawings which, by way of explanation but in no way limiting, represent certain practical embodiments of said invention. and on which:
Fig. 1a and 1b, taken together, are a side view of the machine according to the invention, certain portions having been omitted for clarity.
Fig. 2a and 2b taken together are a vertical section through line 2-2 of Figures 3a and 3b, certain portions also having been omitted.
Fig. 3a and 3b, taken together, constitute a plan view of the construction of figures la and lb, some portions being omitted.
Fig. 4 is a front view of the machine.
Fig. 5 is a section taken on line 5-5 of FIG. 2a.
Fig. 6 is a section through line 6-6 of FIG.
Fig. 7 is a section taken through line 7-7 of FIG.
Fig. 8 is a plan view of the carrier frame.
Fig. 9 is a side view of a modified arrangement of the tool heads.
Fig. 10 is a schematic view of the machine comprising two sets of tandem propulsion cylinders, and
Fig. 11 is a schematic view of the machine comprising two sets of propulsion cylinders in parallel.
The machine shown is composed of the hollow vehicle body 1 supported, with a view to its movement, by the tracks
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independently controlled, 2 and 3, which are propelled by the drive chain wheels 4, provided on each side of the front part of said body, these tracks being supported by the two sets of support 5 and 6, each comprising five rollers of bogie and placed on either side of the machine. The upper run of each track is supported by a pair of support rollers 7, which are properly journaled in the side walls of box 1. At the rear, box 1 is supported by two uncontrolled track wheels, such as than that shown at 8, provided one on each side of the body.
The front drive wheels 4 are attached to the outer ends of the axle 9, the intermediate portion of said axle being connected to the drive unit through a suitable differential 10 and the gearbox, indicated at 11. Appropriate braking steering units of the conventional type are intended, when they are operated, to block the corresponding section of the axle 9 with the aim of immobilizing one of the tracks while the other continues to operate, in such a manner. re to make the turn of the vehicle.
The control shaft 12 extends towards the rear of the gearbox 11 and is mounted in bearings 13 and 14. Between these bearings, the shaft 12 is provided with a chain sprocket 15 and is en- dragged by a transmission chain 16 from a drive chain sprocket 17, mounted on the end of a shaft 18 extending from a gear reducer 20. The input end of this reducer 20 is provided with a shaft 21 coupled to the shaft 22 of the motor 23 by means of the coupling 24. The motor 23 is preferably a three-phase AC motor which can be varied. speed to adjust the propulsion speed of the vehicle. However, the conventional gearbox 11 is also provided, with the gearshift lever 25, for the purpose of controlling the direction and speed of the vehicle.
This gearbox can be fitted with four forward speeds and one reverse speed.
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The propulsion motor 23 can be started by the operation of a control pushbutton 26 mounted on a panel which is located at the rear of the machine, which button controls the line starter 27. The cable flexible electric 28 is intended to transmit the current, via the line starter 27, to the motor 23 and extends backwards, over any desired distance, to a position where it is connected with the current source that supplies electrical energy to the machine.
As shown in Figures la and 3a, two pairs of organs 30 and 31 are fixed to the upper and lower portions of the sides of the body 1 and these members are provided with curved recesses intended to receive the shaped ends. corresponding upper and lower parallel arms 34 and 35. The parallel arms 34 and 35 also have aligned openings intended to receive pivots 36 and 37, respectively, the axes of which coincide with the centers of the curved surfaces of the recesses 32 .
The parallel arms 34 and 35 project forward, between the body 1 and the respective tracks, to a point located beyond the front end of the machine; the front ends of the lower arms 35 are rigidly connected to each other by the base plate 38, to the front edge of which a cutting blade 40 is fixed.
The cutting edge of this blade 40 is slightly higher than that of the teeth of the lower tool holders which are located outermost. The end edges of this blade diverge outward and terminate beyond the outermost portion of the tracks on either side of the machine. Two mutually spaced boxes 41 and 42 are attached to the outer side of the lower arms 35 and are rigidly attached to the outer ends of the base plate 38.
The boxes 41 and 42 are each pierced with aligned holes intended to receive pivots 43 and 44, which pass through aligned holes of the end plates 45 and 46 of said boxes, which plates are themselves fixed to the lower end of a housing.
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with gears 47 prevailing over nearly the entire width of the machine. The rear side of this housing is provided with two pairs of mutually spaced legs 48 and 49, which respectively have aligned holes for receiving pivots 50 and 51 by which the front ends of the upper parallel arms 34 are pivotally assembled. . The oels of the pistons 52 and 53 are also pivotally attached to the pivots 50 and 51.
These pistons slide in the cylinders 54 and 55 of two hydraulic jacks which are secured, at their lower end, as indicated at 56 and 57, to respective support arms 51 and 59 fixed to the body 1 of the pump. vehicle. These jacks are of the double-acting type.
As seen in Figures 4 and 5, the gear case 47 is made of thick sheet steel and has a corrugated bottom.
It is provided, at the top, with marginal flanges intended to receive the cover 60, which is removable.
In regularly spaced positions, the front and rear plates of the housing 47 are provided with aligned bushings intended to receive the upper and lower rows of shafts S1 to S10 inclusive carrying the tool heads, as well as intermediate shafts M1 to M4 included. The shaft S2 is intended to directly receive the motive power of the vehicle by the control shaft 61, the universal joint 62 and the coupling 63.
As can be seen in FIG. 5, the shaft S2 is provided, inside the casing, with a chain pinion which drives the shaft S1 by means of a chain 67. If the shafts Si and S2 are arranged so as to actuate the intermediate shafts M1 and M2 and the lower shafts S6 and S7 by means of a gear train, as in the example shown, the intermediate shaft M2 is also arranged from so as to drive the shaft S3 with the aid of a chain 68. Thus, if the drive shaft 61 and the shaft S2 are driven by a left-hand rotation or sinistrorsum, (as seen in figure 5), each of the shafts S1, S2, S6, and S7 will also be animated with a sinistrorsum rotation, while the shaft S3 will turn to the right
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or dextrorsum due to the fact that it is controlled from the intermediate shaft M2.
Between the coupling 63 and the rear wall of the housing 47, the shaft S2 is provided with a chain sprocket 64 which drives the chain sprocket 65 of the shaft M3 using a roller chain. 65. The intermediate shaft M3 turns to the left. However, this shaft is similarly connected by gears to the shafts S4 and S9 and turns these shafts to the right (dextrorsum direction). Intermediate shaft M3 also turns the S8 shaft to the left, using a chain 69. The S4 shaft turns the S5 shaft to the right using a chain 70, and the shaft S5 connected by toothed wheels via the shaft M4, turns the shaft S10 to the right.
Thanks to this arrangement of the gear and chain transmissions, provided both inside and outside the housing 47, five of the ten tool-holder shafts are driven in one direction and the other five in the opposite direction.
Two horizontal rows have been shown each containing five controlled trees, but three or more than three of these rows could be provided. Likewise, the number of trees in each row can be smaller or larger than five.
The housing internally has transverse ribs 71, 72, 73 and 74, each having suitable aligned openings or windows for receiving the lower and upper strands of the chains 67 to 70. Windows are also provided at the bottom of these. ribs to allow free circulation of oil inside the crankcase.
As seen in Figure 2a, the upper shaft Se does not protrude from the end of the housing 47 to an extent as large as the complementary lower shaft S10, and the outer portion of each of, ' shafts is provided with a hexagonal surface, indicated at 75 and 76, intended to receive the complementary hexagonal sleeves 78 and 79 of the upper and lower tool heads 80 and 81. The heads 80 of the upper shafts S1 and S2
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are identical and provided with teeth or tools cutting on the left, while the heads of shafts S3, S4 and Se-are identical and provided with teeth cutting on the right.
Each of the heads 80 is provided with a plate section having three horns 83, 83a and 83b, which are provided with teeth but which preferably include sleeves 85 for receiving removable pairs of tools 86.
The sleeves 85 are provided with central guide rods 87 carrying a sleeve 88 for receiving Y-tools, 89.
The lower heads of shafts S6, S7 and S8 are identical and have left-hand cutting teeth, and those of S9 and S10 shafts are identical and have right-cutting teeth.
Each of these heads is similarly provided with horns 90 and 91 located along the shaft count and comprising the sleeves 85 which receive the teeth or pairs of removable tools 86. These heads are also provided with central guide rods 87 which carry the sleeves 88 for receiving the detachable Y-tool units 89. The heads 81 are also provided with an opposing plate 84 having a horn for supporting the sleeve 85 in which is mounted a pair of tools 86. The plate tools opposites 84 are closer to the shaft than the horn tools 91.
The upper 80 and lower 81 heads have been shown to include a central guide rod and at least two horns which support teeth or pairs of cutting tools.
The horns are preferably provided in different positions with respect to the axis of rotation of the tool-holder head, in order to make distinct, widely spaced annular grooves on the working face using their pairs of tools. , except for centering tools.
It should also be noted that each of the teeth or cutting tools 86 makes an angle between 15 and 50 degrees, and preferably about 30 degrees, with the axis of rotation, and that the projection of the longitudinal axis of each tool is disposed in the plane and along the chord of its underlying arc of rotation, lequà.
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plane is perpendicular to the axis of rotation (seen from the front) of the tool head.
The plates which form the heads 80 and 81 can be. fixed (for example welded) laterally to the respective sleeves 78 and 79, in which case they would be offset with respect to the center of the axis of said sleeves. However, the cutting edges of teeth 86, which make an angle with the plates, are all located in a plane containing the axis of the sleeve and extending longitudinally with respect to that axis. As heads turn and the vehicle moves forward, each pair of tools cuts a helical groove on the cutting face. It is preferable to give each of the tools a shape such that it makes a recess which releases its shank.
As the vehicle moves forward and the furrows cut by the teeth increase in depth, the material between the consecutive teeth, unless it has already been broken, approaches the plate of the tooth. head, until it contacts the sides of the sleeves 85 and the sharp curved surfaces 92 between the lugs. The head is constructed in such a way that the cutting teeth located radially outwards from the centering tooth occupy successively recessed positions in a plane containing the axis of the sleeve. This arrangement of the cutting teeth gives each of the heads a centering action which tends to keep the head aligned with the axis of each shaft and to eliminate lateral thrust.
Those of the teeth which are closest to the axis and protrude from the outer teeth move at a slower speed than the latter and remove the central carbon, which allows the outer teeth to remove the remainder of the carbon by working more efficiently. A large proportion of the charcoal can be broken down in front of the teeth due to its layered structure and friable nature.
If the coal between the concentric furrows is not fractured by the effect of normal machine vibration, the sleeves 85 of the teeth 86 will strike it on the side of the machine.
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furrow and will exert on it a lateral wedge action which will cause its fracture and its fall.
Coal does not break up in a single block, but shatters and crumbles along its cleavage planes, and the action of the teeth may sometimes leave a circulating protrusion of coal on which the sharp curved surfaces 92 compress between the horns. will act in such a way as to chisel and detach it '
The lower shafts S6 to S10 inclusive are disposed protruding from the upper row of shafts S1 to S5 inclusive, so as to ensure a clearing or "sub-cellar" effect which significantly reduces the work of the upper row. 'tools.
To allow the machine to be maneuvered or released from a single size entry, the heads can be rotated to bring them to their positions in figure 4 and the casing 47 raised, using jacks 54 and 55 , which completely frees the heads from the peripheral surface of the entry cut. The same result can be obtained without manipulating the jacks by rotating the heads, from their positions in Figure 4, a small angle sufficient to bring those of the teeth of the lower heads which are located outermost slightly. above the edge of the blade 40.
As shown in Figures 3a and 6, the drive shaft 61 passes through the opening 93 of the front portion of the vehicle, which opening is suitably protected so as to prevent coal from entering it. On a shaft 95 connected to the shaft 61 by a coupling 94 is fixed, between bearings 96 and 97, a toothed wheel 98 meshing with a pinion 99 carried by an intermediate drive shaft 100 which is journaled in the bearings. 101 and 102. The bearings 96, 97, 101 and 102 are carried by triangular frame members 103, which are welded inside the frame 1, as shown in FIG. 7.
The end of the intermediate shaft 100 is connected by a coupling 104 to the receiver shaft 105 of the conventional gearbox 106, which can be operated using the gearshift lever 107. The primary shaft 108 of this gearbox is connected by a coupling 109 to the shaft
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110 of an electric motor 111; which, preferably, is also a three-phase alternating current motor intended to be excited by means of suitable control members by the same source of motive power as that of the motor 23. The motor 111 receives the electrical energy at using a 112 cable.
A push button 113 placed on the control panel installed at the rear makes it possible to remotely control the excitation of the motor 111 by means of a starter placed near the energy source, not shown.
It will be noted that the cutting edge of the blade 40 is located at the rear of the lower row of tool-holder heads and that this blade extends rearward to the point indicated at 114 in FIGS. 1a and 4, which represents the rear edge of this blade disposed across the front wall of the boxes 41 and 42. The opening between these boxes carried by the base plate 38 is intended to receive the front end of a dredger conveyor 115.
As shown in FIGS. 2a, 2b, 7 and 8, this conveyor comprises two lower 116 and upper 117 stationary troughs, spaced apart from each other, the cheeks or side walls of which are indicated at 118 and 119. It prevails. horizontally from the front to the rear of the vehicle and then tilts upward with the aim of raising the coal to a higher level to allow the incorporation of a second conveyor 120 at the rear of the machine. At suitable intervals, the trough 117 is provided on its underside with U-section struts 121. The front end of this upper trough 117 is reinforced and provided with an inclined plate 123.
A tube 124 is attached to the front edges of the trough 117, and the plate 123 is arranged to enclose a shaft 125 whose ends carry chain sprockets 126 and 127 / intended to receive the roller chains 128 and 129 of the conveyor, each composed of a series of pairs of links connected by axes on which rollers 122 rotate. The chains 128 and 129 are connected at certain intervals by transverse scraping bars 130 which
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participate in their movement and dredge or scrape the coal along the trough 117. Suitable rails 131 and 132 are welded respectively to the upper surface of the lower trough 116 and to the underside of the struts 121 so as to constitute - kill organs used to guide each of the chains 128 and 129.
These rails are arranged between the respective links of the conveyor chains, and the rollers 122 can come into contact with them, in the passage of the chains between the upper 116 and lower 117 troughs, so as to keep the links away from the troughs. The clearance provided between the rails 131 and 132 is sufficient to prevent the links and the transverse scraping bars 130 from striking the spacers 121, but the space between them is greater than the diameter of the chain roller, in order to avoid the simultaneous contact with the upper and lower generators of the rollers. Two chain guide rails 133 are also provided on the upper surface of the upper trough 117 to guide the chains along the return run of the conveyor.
Guide shoes 134, Figure 2a, are attached to the inner surfaces of cheeks 118 and 119, at the front end thereof, to keep the conveyor chains with proper play as they pass under the housing 47 A similar shoe 135, Figure 2b, is placed on both sides of the curved portion of the conveyor, for the purpose of preventing chains and crossbars from lifting away from the conveyor bed where it is. - it passes backwards in its ascending portion.
At the rear end of the conveyor, the side flanges are provided with crossbars or guide plates 136, which have aligned slots 137 through which the shaft 138 passes. Chain sprockets 144 and 145, attached to This shaft drives the respective chains 128 and 129. Two bearing slides 140 are grooved on their upper and lower edges to slidably fit along the rails or tracks 141 of the guide plates. An adjustment screw 142 screwed into each of the tabs 143 fixed to the plates 136
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adjusts the position of shaft 138 to take up the slack in the conveyor chains. These two set screws can also be used to properly align each end of shaft 138.
The intermediate portion of this shaft passes through a tubular housing 139 welded to an adjustable plate 117 'which slides under the upper trough 117 and is guided at a certain spacing above the return run of the conveyor bars.
The shaft 138 is extended beyond one of the carrier cheeks and is provided with a speed reducer box 146 supported by the shaft and whose rotation is prevented by a bar 146 'secured to the shaft. the side of the carrier. This reducer carries, on the other side, a pulley 147 with several grooves receiving trapezoidal belts 14 $ which pass around a driving pulley 149 actuated by an electric motor 150 supported by a frame 151 fixed to the top of the conveyor.
This motor 150 is preferably a three-phase motor of the same voltage as the motors 23 and 111, so that it can be supplied by the same current source, but with the aid of different control members, since it may be desirable to run the conveyor when the propel motor 23 and the tool control motor 111 are not operating.
The conveyor 115, the return leg of which is wrapped and the transport leg exposed, is intended to operate at such a speed that it is capable of removing the coal which is in the vicinity of the cutting heads more quickly than the conveyor. machine's maximum charcoal production rate. The front end of the transporter rests on the base plate 38 between the boxes 41 and 42, and its rear end is suspended and fixed by links 152 to the rear portion of the vehicle. The lower bed 116 of the conveyor is supported above the ground surface.
If we refer to figure 4, we see that the four cutting heads carried by the shafts S1, S2, S6 and S7 turn to the left so as to sweep the coal from one of the sides of
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the machine towards the conveyor 115 located in the center, while the cutting heads carried by the shafts S4, S5, S9 and S10 turn to the right in order to sweep the coal in the opposite direction towards the conveyor 115 or the center of the machine . Thus, in addition to the outer extreme cutting heads of the upper and lower rows chopping the coal, they behave like a conveyor to move the coal to and through the center of the machine, where it is collected by conveyor 115. The heads thus prevent the coal from falling along the side of the machine.
It should be noted that the cutting heads of the shafts S1, Se, S6 and S10 located at the angles cut the coal in an arc of more than 180 degrees of their rotation, due to their overlapping arrangement, as is see figure 4. This can be evidenced by the fact that the cutting circle of an intermediate tooth of the cutting head carried by the shaft S1 cuts from point A to point B, and that this circle can be substantially in the same vertical plane as the cutting circle of the outer tooth of the cutting head carried by the shaft S1, which cuts from point B to point C, as seen in figure 9. That of the teeth of the head of the outermost shaft S. cuts from point D to point E.
The intermediate heads of the lower shaft S7 will cut between points C and F, while the extreme outer part of the shaft head S2 will cut from L to D. The other intermediate heads will have a similar cutting action.
As the vehicle moves forward, the upper and lower rows of rotating cutting heads cut into the coal a series of corresponding annular openings or grooves, leaving a series of central annular protrusions on the roof, walls. or flanks and the floor or "wall" of the mine.
The horn-shaped cuts formed between the lower heads can be removed by the blade 40. Those formed between the upper heads can be removed from the roof by the blade 153,
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which is adjustably mounted to the housing 47 by means of hydraulically actuated jacks 154. However, portions of the coal horns formed by the upper cutting heads frequently fall on the conveyor, as the vibrations cause them to fracture during the advancement of the machine through the coal.
Adjustable cutting blades 155 and 156 can also be provided on the sides of the housing 47, as shown in Figures 3a and 4, to cut the furrows between the upper and lower cutting heads carried by the shafts SI, S6, S5. and S10, respectively. Thus, using the four additional blades, a single tunnel comprising a roof, a floor and walls with a regular surface can be knocked down. We can add to the blades 155 and 156 guard plates 157 and 158 serving to prevent coal is created a passage beyond the ends of the housing 47.
These plates guide the coal to the inlet opening of the conveyor 115 and are arranged to extend outward to approximately correspond to the extreme grooves cut by the upper and lower cutting heads, with a slight clearance. but they are arranged so as to be able to be folded inwardly towards the housing 47, with the aim of allowing the machine to be maneuvered when it becomes necessary to back it up or reverse its course.
All the shafts Si to S10 inclusive are kept in synchronism and are preferably provided, for example, with hexagonal ends suitable for enabling the cutting heads to be correctly placed on said shafts so that, during their rotation, they are not likely to collide with each other because of their overlap arrangement mentioned above. To maneuver the machine when it is not trimming, it is preferable to turn the heads so as to place the tools at the bottom, as shown in figures la, 2a and 4, and to start the cylinders 54 and 55 so as to lift up the front assembly, which
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is guided by the two sets of parallel arms 34 and 35.
Thus, by lifting the front assembly as a whole, the machine can be maneuvered inside the passage which has been cut down with sufficient clearance to allow the machine to be guided or recalled or to modify the direction of tunneling by relative to the previous size in a horizontal plane '.
It is also possible to adjust the jacks 54 and 55 so as to raise or lower the front assembly and thus allow the operator to follow the stream of coal when the latter deviates in elevation.
The term "chiseling" used in this description is understood to mean the action of the tip of a cutting tool which, in cutting its way through virgin coal, also behaves like a peak which cracks, breaks and breaks. detaches the material.
This action of the tip or tooth of the tool carried by the overlapping cutting heads, in conjunction with the carbon cleavage planes, has the effect of dislodging from the solid mass located in front of the teeth large pieces of coal and to remove these pieces from the machine, especially when the teeth of a cutting head are about to reach the clearances made by the teeth of a neighboring head or penetrate the coal from the clearance practiced by a neighboring head.
In fact, there are large pieces of coal showing one half of the hole made by the centering teeth of the upper cutting heads, with virgin coal in front of the end of the hole, these pieces having obviously been dislodged at the end of the hole. the moment when the charcoal breaks off due to the more advanced position of the lower cutting heads. Most large lumps of coal are dislodged by teeth other than the centering teeth, as these lumps have only one tooth mark, and no other marks. The charcoal removed by this machine contains a small percentage of fines, but virtually no dust. The large pieces produced by the teeth shown are approximately cubes of 15 to 20 cm wide.
Heads
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operate so as to crush very large pieces between themselves and the housing 47 or blade, but the size of the pieces of coal removed can be determined in advance, with a fair degree of accuracy, by adjusting the factors which affect the removal of smut, such as the angular position and spacing of the teeth on each head, the degree of overlap of neighboring heads, the projection of a row of heads forward beyond the others, the speed of rotation of the heads and the speed of progress of the machine inside the virgin coal.
The chisel propeller due to the speed of the heads and the forward progression is evidenced by the teeth marks on the sides of the dug passage, as well as on some of the pieces of coal removed by the machine. It is evident that, as the rotary heads enter the virgin coal, each of the teeth performs its size according to a predetermined helix the pitch of which varies with the speed of penetration into the virgin coal. It is also evident that the planes of carbon cleavage contribute to the removal of the carbon, as the rotating scissors continually intersect these planes as they advance through the coal.
The propulsion or advancement of the machine can be obtained in several ways, for example by means of the tracks in end with independent control, 2 and 3, or by positive drives, such as cylinders to. double acting 160 and 161, fig- ures Ib, 2b and 3b, which are pivotally mounted on respective saddles or support members, 162 and 163, which go from one of the endless tracks 2, 3 to the other and are fixed to their frame, or to the vehicle frame.
Under certain conditions, the endless tracks 2 and 3 are able to produce the necessary advance of the machine inside the coal, but when the weight of the machine becomes insufficient, the roof wheels 164, with rubber tires, rotatably mounted on the lifting mechanism 165 operated by the hydraulic cylinders 166, are raised so as to exert a
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thrust on the roof, in order to increase the tractive adhesion of the endless tracks, these can be provided with additional anchoring blades capable of increasing the traction force.
The attachment section of the elevator 165, which extends across the machine, is hinged near the opposing pairs of wheels 164, so as to allow one of the pairs of roof wheels to be raised. one level higher than the other to compensate for the irregularity of the roof surface. The wheels 164 are mounted so as to roll in the channels formed by the heads of the shafts S2 and S4.
When the additional load used to increase the pulling force using the powerful cylinders 166 of the hydraulic lift is not sufficient, the positive hydraulic propulsion produced by the propelling cylinders 160 and 161 can be applied either alone or. together with the endless tracks 2 and 3 and the elevator 165.
The jacks 160 and 161 are set up so as to develop by bracing themselves against the roof jacks 167 and 168, each of which is in a way a toggle made up, on the one hand, of a lower strut element , consisting of an angled lever 170, one of whose arms carries an artillery spade 171 and a support shoe 172 and the other a shoe 173, and on the other hand, an upper stay element 174, which is the longest element, carrying at its end a pivoting shoe or roof shoe 175. These two strut elements 174 and 170 pivot on each other as well as on the outer end of the cylinder. corresponding double-acting 160, 161, using the toggle pins 176, and said elements are developed or contracted between the roof and the floor or wall by double-acting hydraulic jacks 177 and 178.
The two roof jacks 167 and 168 are mutually braced by upper cross members 180 and lower 181, which are pivotally mounted on the respective jacks so as to allow them to move with respect to one another.
When the extendable cylinders 177 and 178 were developed from
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In order to push the roof slider 175 against the roof 33 1 to drive the artillery spades 17i into the ground for the purpose of positioning the roof jacks, the double-acting hydraulic propulsion jacks 160 and 161 can be developed in such a way as to exert a thrust against the kneepad axes of the roof rams and to advance the machine. The rate of forward advance can be adjusted by the hand control regulating valve located at the operator's station. The start pushbutton 182 energizes the motor 183, which operates the hydraulic pump 184 to admit pressurized liquid to each of the hydraulic cylinders of the machine.
It is preferable to move the machine slowly with the tool heads in contact with the working face, and when the tools begin to cut the coal, gradually increase the feed thrust until both roof jacks have been firmly seated and the propulsion jacks have been developed evenly to cause the machine to enter the coal. The hydraulic pressure of the propulsion cylinders is then increased until the machine has reached a predetermined speed of advance of the order of a few meters per minute in the virgin coal. By varying the liquid intake of just one of the propulsion cylinders, the machine can be steered along a curved path.
If only one set of roof and propel cylinders are used, the movement of the machine is, of course, intermittent, requiring the roof cylinders 167, 168 and the propulsion cylinders 160, 161 are retracted at the end of each of the advancement strokes, but a positive progression can be obtained by doubling the sets of roof and propulsion cylinders so that the first set can operate in such a way as to advance the machine, while the second set is retracted and enabled to resume advancing the machine before the elements of the first set have been fully developed.
So the games
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can be arranged in tandem, as shown schematically in Figure 10, in which a rear set of roof jacks 184, 185 and a rear set of propulsion jacks 186, 187, have been added to the arrangement already described, this second set 186, 187 having been calculated so that its elements grow faster than those of the first set of propulsion cylinders 160, 161 to contract these while replacing them to advance the machine at the same speed. A variant consists in placing the two sets of jacks in parallel, as shown in Figure 11 where it can be seen that the set of propulsion jacks 160, 161 and their roof jacks 167, 168 are placed in parallel with the identical set of propulsion cylinders 188, 189 and their roof cylinders 190, 191.
These sets are placed side by side, but are ordered separately, so as to automatically ensure a positive continuous advance of the machine. The regulating or distributing valves controlling these double-acting hydraulic cylinders are established in such a way that they cause the development of one of the sets of propulsion cylinders and that, before the elements of this set have reached their final developed position, they ensure the positioning and the starting of the elements of the other set, so that they assist the action of the elements of the first set during the transfer of the load.
Once this transfer has been made, the previously loaded set is quickly retracted and repaired to be ready to replace the other set for advancement, the continuous advancement of the felling machine in the coal being thus assured.
Certain preferred embodiments of the invention have been shown and described in order to make said invention understood, but it should be understood that the latter is capable of receiving other embodiments and numerous modifications of details. which come within the scope and spirit of said invention.