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Mémoire descriptif déposé à l'appui d'une demande de 1 B D'INVENTION au nom de :
Société dite : Techno-ARBED Deutschland GmbH pour : "Dispositif de liaison par serrage de profilés en forme de gouttières, emboîtés les uns dans les autres et déplaçables, pour le soutènement de mines".
Convention Internationale : Priorité d'une demande de brevet déposée en ALLEMAGNE FEDERALE le 23 octobre 1982 sous le no P 32 39 343.1-24.
(Inventeurs : Manfred FROHLKE, Helmut GRUB, Kurt BERNHOFER et
Otto WILDEN).
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L'invention concerne un dispositif de liaison par serrage de profilés en forme de gouttières, emboîtés les uns dans les autres et déplaçables, pour le soutènement de mines et à l'aide duquel l'attache supérieure est fixée par vissage à l'attache inférieure.
La caractéristique essentielle du soutènement souple de mines réside dans le fait que les segments, constitués par des profilés en forme de gouttières, des cintres de soutènement formés de plusieurs éléments et constituant le soutènement peuvent se superposer-en étant disposés dans le même sens les uns dans les autres-au niveau de leurs points de liaison et peuvent alors glisser les uns dans les autres lorsque la pression de la roche dépasse la résistance de frottement produite par une tension de serrage prédéterminée au niveau des points de liaison.
On connaît des dispositifs de liaison par serrage élastique, à action dynamique (demande de brevet allemand mise à l'Inspection Publique sous le NI 27 26 455, demande de brevet allemand publiée sous le NO 28 54 457).
D'une part, on ne peut les fabriquer que moyennant un prix élevé et d'autre part leur montage est complexe dans l'exploitation au fond de la mine. En outre, aucune mise en précontrainte individuelle et aucun serrage complémentaire ne sont possibles.
Des dispositifs de liaison par serrage connus constitués d'une attache supérieure et d'une attache inférieure sont assemblés au moyen de deux vis. Le collier en forme de boîte ainsi formé se caractérise assurément par une résistance élevée à la flexion, mais ne convient pas bien pour encaisser les ébranlements émanant du rocher.
Ce dispositif de liaison par serrage ne possède pratiquement aucune propriété d'élasticité telle que celles que l'on exige de plus en plus.
L'invention a pour but de créer un dispositif de liaison par serrage du type indiqué de façon détaillée
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plus haut, qui puisse être fabriqué de façon simple et à un prix intéressant et soit facile à monter et garantisse une fixation sûre des profilés en forme de gouttières dans le cas de variations de la pression de la roche.
Ce problème est résolu grâce au fait que l'attache supérieure possède des tiges filetées au niveau de ses deux extrémités, et que l'attache inférieure est également réalisée de manière à être élastique.
Selon une forme de réalisation de l'invention il est prévu que l'attache inférieure est réalisée en forme de V, possède une épaisseur uniforme, comporte les flancs cintrés vers l'extérieur et est conformée de telle sorte qu'elle ne contacte que le bord inférieur en forme de bec de la membrure du profilé extérieur en forme de gouttière.
Selon une autre forme de réalisation de l'invention, les brides des flancs de l'attache inférieure sont rabattues vers le bas à partir de l'horizontale.
Les avantages pouvant être obtenus grâce à l'invention résident notamment dans le fait qu'un glissement des profilés en forme de gouttière est possible dans le cas d'une modification de la pression de la roche, étant donné que l'ensemble du dispositif de liaison par serrage peut avoir un comportement élastique. De même, le dispositif de liaison par serrage conforme à l'invention peut être placé sous contrainte préalable dans une plage étendue. En outre, il peut être aisément monté et démonté dans l'exploitation au fond de la mine.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ciaprès prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels : la figure 1 représente une vue en élévation latérale partielle de deux profilés en forme de gouttière réunis par des dispositifs de liaison conformes à l'invention ; et
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la figure 2 représente une vue en coupe transversale de l'ensemble de la figure 1, prise suivant le plan médian transversal d'un dispositif de liaison conforme à l'invention.
Sur la figure 1 on a représenté deux profilés en forme de gouttières 3 et 4, sur les extrémités libres desquels sont montés un collier principal 1 et un collier de guidage 2. Ces dispositifs de liaison par serrage sont constitués par des attaches supérieures et des attaches inférieures 6, qui sont réunies ensemble par vissage à l'aide d'écrous à embase 17. Les attaches supérieures 5 comportent à cet effet des tiges filetées 8. L'attache supérieure 5 du collier supérieur 1 comporte deux crampons 10 qui garantissent l'entraînement simultané du collier principal 1 lors de l'insertion du profilé en forme de gouttière 3. L'entraînement du collier de guidage 3 lors de l'insertion est obtenu à l'aide de crampons 16.
Sur la figure 2, on a représenté un dispositif de liaison par serrage en coupe transversale. Les références 3 et 4 désignent les profilés en forme de gouttière.
Les attaches supérieures élastiques 5 sont réalisées en forme de M et comportent, suivant la direction d'insertion, un élément plat à faces parallèles et à bords semi-circulaires dans la région 7 où les attaches sont bloquées contre la membrure 15 du profilé intérieur 3 en forme de gouttière. Leurs extrémités libres, perpendiculaires à la direction d'insertion, sont cependant cylindriques et sont munies de tiges filetées 8 de manière à permettre la fixation par serrage sur l'attache inférieure 6.
La partie médiane de l'attache supérieure 5 est conformée selon l'invention de manière à former une sorte de poignée, ce qui facilite le maniement lors du transport et du montage.
Dans le cas de colliers principaux, l'attache supérieure 5 comporte en supplément, dans chacune des sec-
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tions courbes de forme convexe 7, un crampon 10 qui s'engage derrière le membrure 15 du profilé intérieur 3 en forme de gouttière. Ceci garantit l'entraînement simultané de colliers principaux 1 lors de l'insertion du profilé en forme de gouttière 3.
La section transversale de l'attache intérieure 6 est en forme de V comportant des flancs 11 cintrés vers l'extérieur et qui se prolongent en arc de cercle par des colbrides 12 et sont repliés vers le bas à partir de l'horizontale. Les brides 12 comportent des trous ovales 13 que traversent les tiges filetées 8 de l'attache supérieure 5, après que l'attache inférieure 6 ait pour sa part été placée contre les extrémités respectives des profilés en forme de gouttière 3 et 4 emboîtés l'un dans l'autre, de telle sorte qu'elle entoure par le bas le profilé extérieur 4 en forme de gouttière et s'appuie uniquement contre l'arrondi inférieur 14 en forme de bec de la membrure 15.
Les centres des trous 13 ménagés dans l'attache inférieure 6 des colliers principaux 1 coïncident avec l'axe de symétrie transversal de l'attache inférieure 6.
Au contraire les centres des trous 13 ménagés dans l'attache inférieure 6, dans le cas des colliers de guidage 2, sont décentrés en étant décalés vers le bord de l'attache qui est en vis-à-vis de l'extrémité libre du profilé en forme de gouttière 4 situé à l'extérieur au niveau de la zone de recouvrement. De ce fait se trouve établi, dans le cas du collier de guidage serré 2, un couple qui agit à l'encontre du couple de basculement apparaissant lors de l'insertion des profilés en forme de gouttière 3 et 4.
L'entraînement simultané du collier de guidage 2 lors de l'insertion est garanti par le fait que l'attache inférieure 6 comporte, sur son bord tourné vers l'extrémité du profilé extérieur en forme de gouttière 4, deux crampons 16 disposés symétriquement par rapport à l'axe médian et s'engageant derrière cette extrémité.
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La précontrainte nécessaire est obtenu par vissage de l'attache supérieure 5 sur l'attache inférieure 6, et l'on utilise à cet effet de préférence des écrous à embase 17. La force longitudinale produite sous l'effet du serrage des écrous à embase 17 provoque dans les brides 12 de l'attache inférieure 6 l'apparition d'un mor-. ent de flexion autour de la zone 18 de contact entre l'arrondi supérieur de la bride de l'attache inférieure 6 et le bec 14 de la membrure 15 du profilé extérieur en forme de gouttière 15. Le pendant de cette zone de compression 18 est la zone 19 situé entre l'arc intérieur de l'attache supérieure 5 réalisée en cet endroit sous la forme d'un élément plat à faces parallèles comportant des bords semicirculaires, et le dos 20 du crampon 15 du profilé intérieur en forme de gouttière 3.
De cette manière on obtient un serrage presque idéal des profilés en forme de gouttière 3 et 4 emboîtés les uns dans les autres, moyennant une transmission très importante des pressions de serrage sur les glissières qui sont prédéterminées par la constitution des crampons.
Le serrage par vissage entre la tige filetée 8 et la bride 12 fournit un soutien élastique dans le cas d'une insertion brusque et d'une fermeture ultérieure immédiate du système de vissage, de sorte que l'on n'obtient que de faibles amplitudes de pression pour une fréquence relativement élevée.
Les flancs 11, cintrés vers l'extérieur, de l'attache inférieure 6 sont courbés en étant écartés du profil extérieur en forme de gouttière 4, lors de la mise en précontrainte sous l'effet du moment de flexion apparaissant dans la région de contact 18, de sorte que le frottement ou même le broutage, qui altère fortement le glissement, sur les brides des profilés en forme de
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gouttière 3 et 4 dans la zone de recouvrement, est 1, est supprim' Le fait de munir de bords semicirculaires
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supprimé.l'attache inférieure 6 réalisée sous la forme d'un élément plat à faces parallèles et l'attache supérieure 5 possédant également au niveau de la région de contact 19 la forme d'un élément plat à faces parallèles, vise également à atteindre le même objectif.
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Descriptive memorandum filed in support of a request for 1 B D'INVENTION in the name of:
Company known as: Techno-ARBED Deutschland GmbH for: "Device for clamping connection of gutter-shaped profiles, nested one inside the other and movable, for supporting mines".
International Convention: Priority of a patent application filed in FEDERAL GERMANY on October 23, 1982 under No. P 32 39 343.1-24.
(Inventors: Manfred FROHLKE, Helmut GRUB, Kurt BERNHOFER and
Otto WILDEN).
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The invention relates to a connection device by clamping gutter-shaped profiles, fitted one inside the other and displaceable, for supporting mines and by means of which the upper clip is fixed by screwing to the lower clip. .
The essential characteristic of the flexible mine support resides in the fact that the segments, constituted by gutter-shaped profiles, support hangers formed of several elements and constituting the support can be superimposed-being arranged in the same direction one in the others - at their connection points and can then slide into each other when the rock pressure exceeds the friction resistance produced by a predetermined clamping tension at the connection points.
There are known elastic clamping devices with dynamic action (German patent application submitted to the Public Inspection under NI 27 26 455, German patent application published under NO 28 54 457).
On the one hand, they can only be manufactured at a high price and on the other hand their assembly is complex in the exploitation at the bottom of the mine. In addition, no individual prestressing and no additional tightening are possible.
Known clamping devices consisting of an upper clip and a lower clip are assembled by means of two screws. The box-shaped collar thus formed is undoubtedly characterized by a high resistance to bending, but is not well suited to absorb the shocks emanating from the rock.
This clamping connection device has practically no elasticity properties such as those which are increasingly demanded.
The object of the invention is to create a tightening connection device of the type indicated in detail.
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above, which can be produced in a simple and inexpensive manner and is easy to assemble and guarantees secure fixing of the gutter-shaped profiles in the event of variations in the rock pressure.
This problem is solved by the fact that the upper fastener has threaded rods at its two ends, and that the lower fastener is also made so as to be elastic.
According to one embodiment of the invention, it is provided that the lower fastener is made in the shape of a V, has a uniform thickness, has the sides bent outward and is shaped so that it only contacts the beak-shaped lower edge of the frame of the gutter-shaped outer profile.
According to another embodiment of the invention, the flanges of the sides of the lower fastener are folded down from the horizontal.
The advantages which can be obtained thanks to the invention reside in particular in the fact that a sliding of the gutter-shaped profiles is possible in the case of a modification of the pressure of the rock, since the entire device for connection by tightening can have an elastic behavior. Likewise, the clamping connection device according to the invention can be placed under prior stress over a wide range. In addition, it can be easily assembled and disassembled in the exploitation at the bottom of the mine.
Other characteristics and advantages of the present invention will emerge from the description given below taken with reference to the appended drawings, in which: FIG. 1 represents a partial side elevation view of two gutter-shaped profiles joined by conforming connection devices to the invention; and
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2 shows a cross-sectional view of the assembly of Figure 1, taken along the transverse median plane of a connecting device according to the invention.
In Figure 1 there are shown two profiles in the form of gutters 3 and 4, on the free ends of which are mounted a main collar 1 and a guide collar 2. These clamping connection devices are constituted by upper fasteners and fasteners lower 6, which are joined together by screwing using base nuts 17. The upper fasteners 5 have for this purpose threaded rods 8. The upper fastener 5 of the upper collar 1 has two studs 10 which guarantee the simultaneous driving of the main collar 1 during the insertion of the gutter-shaped section 3. The driving of the guide collar 3 during the insertion is obtained using spikes 16.
In Figure 2, there is shown a connecting device by clamping in cross section. References 3 and 4 designate the gutter-shaped profiles.
The elastic upper fasteners 5 are made in the form of M and comprise, in the direction of insertion, a flat element with parallel faces and with semicircular edges in the region 7 where the fasteners are locked against the frame 15 of the inner profile 3 shaped like a gutter. Their free ends, perpendicular to the direction of insertion, are however cylindrical and are provided with threaded rods 8 so as to allow fixing by tightening on the lower fastener 6.
The middle part of the upper fastener 5 is shaped according to the invention so as to form a kind of handle, which facilitates handling during transport and assembly.
In the case of main collars, the upper fastener 5 additionally comprises, in each of the sec-
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curved convex shape, a crampon 10 which engages behind the frame 15 of the inner profile 3 in the form of a gutter. This guarantees the simultaneous driving of main collars 1 during the insertion of the gutter-shaped profile 3.
The cross section of the interior fastener 6 is V-shaped having flanks 11 bent outward and which extend in an arc by colbrides 12 and are folded down from the horizontal. The flanges 12 have oval holes 13 through which the threaded rods 8 of the upper fastener 5 pass, after the lower fastener 6 has been placed against the respective ends of the gutter-shaped profiles 3 and 4 fitted together. one inside the other, so that it surrounds the external profile 4 in the form of a gutter from below and bears only against the lower rounded portion 14 in the form of a beak of the frame 15.
The centers of the holes 13 formed in the lower attachment 6 of the main collars 1 coincide with the transverse axis of symmetry of the lower attachment 6.
On the contrary, the centers of the holes 13 formed in the lower fastener 6, in the case of the guide collars 2, are off-center, being offset towards the edge of the fastener which is opposite the free end of the gutter-shaped profile 4 located outside at the level of the overlap zone. As a result, in the case of the tight guide collar 2, a torque is established which acts against the tilting torque appearing when the gutter-shaped sections 3 and 4 are inserted.
The simultaneous driving of the guide collar 2 during insertion is guaranteed by the fact that the lower clip 6 comprises, on its edge facing the end of the gutter-shaped outer profile 4, two studs 16 arranged symmetrically by relative to the median axis and engaging behind this end.
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The necessary prestress is obtained by screwing the upper fastener 5 onto the lower fastener 6, and flange nuts 17 are preferably used for this purpose. The longitudinal force produced by the tightening of flange nuts 17 causes in the flanges 12 of the lower attachment 6 the appearance of a mor-. bending ent around the zone 18 of contact between the upper rounding of the flange of the lower fastener 6 and the beak 14 of the frame 15 of the outer profile in the shape of a gutter 15. The pendant of this compression zone 18 is the area 19 located between the inner arch of the upper fastener 5 produced at this location in the form of a flat element with parallel faces comprising semicircular edges, and the back 20 of the spike 15 of the interior profile in the form of a gutter 3 .
In this way one obtains an almost ideal tightening of the gutter-shaped profiles 3 and 4 fitted into each other, by means of a very significant transmission of the clamping pressures on the slides which are predetermined by the constitution of the studs.
The tightening by screwing between the threaded rod 8 and the flange 12 provides elastic support in the event of a sudden insertion and an immediate subsequent closure of the screwing system, so that only small amplitudes are obtained. pressure for a relatively high frequency.
The sides 11, bent outwards, of the lower fastener 6 are curved while being spaced from the external profile in the form of a gutter 4, during the prestressing under the effect of the bending moment appearing in the contact region. 18, so that the friction or even the grazing, which strongly alters the sliding, on the flanges of the profiles in the form of
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gutter 3 and 4 in the overlap area, is 1, is removed 'The fact of providing semicircular edges
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deleted. the lower attachment 6 produced in the form of a flat element with parallel faces and the upper attachment 5 also having at the level of the contact region 19 the form of a flat element with parallel faces, also aims to achieve the same goal.