Brevet FR2032415A1 — publié le 19701127

La présente Invention concerne les dispositifs pneumatiques ■ à percussion pour forer le sol par compactage, et peut être utilisée avec succès pour la pose de tubes, de câbles électriques et téléphoniques, etc., sans creusement de tranchées. 5 On connaît déjà de tels dispositifs, décrits, notamment, dans les brevets français ÎT° -l'". 5-15-348 et belge N°695.405, ayant un corps cylindrique pointu à l'avant, dans lequel est placé un percuteur doté, dans sa partie arrière, d'une cavité partageant l'enceinte intérieure du corps en une chambre avant 10 et une chambre arrière dans lesquelles un mécanisme de distribution admet "alternativement de l'air comprimé pour le déplacement rectiligne alternatif du percuteur, qui vient ainsi frapper Hé corps du'dispositif. Le mécanisme de distribution d'âir se présente dans les 15 dispositifs connus sous forme d'une tubulure d'amenée d'air fixée dans la partie arrière du corps, et d'orifices percés dans la partie arrière du percuteur, lesdits"orifices étant périodiquement fermés par la tubulure lorsque le percuteur s'engage sur elle par sa cavité. 20 Le mécanisme de distribution d'air a été adapté pour inverser la marche du dispositif par déplacement axial de la tubulure d'amenée d'air, permettant de modifiér la course du perçuteur de telle façon qu'il puisse frapper la partie arrière du coïps„ 25 L'énergie du choc dans les dispositifs connus, pour un encombrement prédéterminé, est relativement faible, parce que la pression de l'air comprimé en marche avant n'est pas appliquée sur toute la. section transversale du percuteur, mais seulement sur la section transversale de sa cavité» , 30 Le but de l'invention est de créer un dispositif plus puissant et plus efficace, pour un même encombrement, en perfectionnant l^foécanisme de distribution d'air. Selon l'invention, le dispositif comporte une douille liée au percuteur et montée sur la tubulure, de façon qu'elle puisse 35 coulisser par rapport au percuteur et à la tubulure, et dans la paroi latérale de la tubulure il y a un orifice mettant en communication le canal d'amenée d'air de la tubulure avec la ■ 70 06775 2 2032415 chambre de travail arrière et fermé par la douille lors du déplacement d'il percuteur vers la chambre avant. la mobilité de la douille par rapport à la tubulure et au percuteur est obtenue grâce à deux épaulements extérieurs 5 prévus sur la douille, espacés l'un de l'autre et entre lesquels est placée une goupille fixée au percuteur,et coopérant alternativement avec lesdits épaulements. L'air détendu peut être évacué des chambres de travail alternativement, lors du mouvement du percuteursoit à travers 10 un canal et un orifice d'échappement de la tubulure d'amenée d'air, soit à travers un orifice du corps.. La présence d'une douille coulissante et d'un orifice d1 amenée d'air fermé par cette douille dans la tubulure, a permis de faire agir l'air comprimé sur toute la section transversale 1 5 du percuteur pendant la course utile , du côté de la chambre arrière et de couper l'arrivée de l'air comprimé à cette chambre pendant la course de retour. L'invention est expliquée dans ce qui suit par la description d'exemples de réalisation donnés à titre non limitatif, et par 20 les dessins annexés qui représentent : - la figure 1, le dispositif proposé, avec un mécanisme de distribution d'air réversible, quand le percuteur se trouve à la position précédant le commencement de la course utile dans le cas de marche du dispositif en avant; _ 25 - la figure 2, le même dispositif au moment où le percuteur applique m choc, c'est-à-dire à la position précédant sa course de retour; - la figure 3» le même dispositif, montrant la position du percuteur au moment du choc sur la partie arrière du corps, dans 30 le cas de marche dr, dispositif en arrière; - la figure 4, ini des exemples possibles de réalisation du dispositif proposé avec un mécanisme de distribution d'air non réversible. Gomme le montrent, les figures 1 à 4, dans la partie avant 35 pointue du corps cylindrique 1 est placé un percuteur 2 partageant l'enceinte intérieure du corps 1 en une chambre de travail avant 3 et une chambre de travail arrière 4, dans lesquelles l'air comprimé est admis périodiquement pour animer le percuteur 2 d'un 70 06775 3 2032415 mouvement rectiligne alternatif, de manière que le percuteur 2 frappe le corps 1 « Le percuteur 2 a dans sa partie arrière une cavité 5 ouverte en bout, une cavité 5a de diamètre plus petit et des crifices 5 radiaux 6. Dans la partie arrière du corps 1 est fixée une tubulure d'amenée d'air 7, raccordée à une conduite 8 d'alimentation en air. Lors du mouvement du percuteur 2, ses orifices radiaux 6 sont périodiquement fermés par la tubulure 7 entrant dans la cavité 5a, ce qui assure une admission périodique- de l'air dans la 10 chambre avant 3 et dans la chambre arrière 4. Dans la paroi latérale de la tubulure 7 est percé im_ orifice 9 qui met la chambre arrière 4 en communication avec le canal d'amenée d'air 10 de la tubulure 7- Cet orifice n'est fermé que lors du mouvement du percuteur 2 vers la chambre avant 3, par une 15 douille 11 qui est montée sur la tubulure 7 et liée au percuteur 2 de telle façon qu'elle puisse coulisser par rapport au percuteur 2 et à la tubulur^. A cet effet la douille 11 comporte deux épaulements 12 et 13 espacés l'un de l'autre, entre lesquels est disposée une goupille 20 ou analogue 14 du percuteur 2; quand le pereuteur exécute son mouvement rectiLigne alternatif, la goupille 14 coopère alternativement avec les épaulements 12 et 13, en forçant la douille 11 à se déplacer et ainsi fermer ou ouvrir l'orifice 9. De la sorte, la tubulure 7, la douille 11 et les orifices 25 6 et 9 du percuteur 2 et de la tubulure 7 respectivement, constituent ensemble un mécanisme de distribution d'air. Grâce à la présence de l'orifice 9» l'air comprimé agit sur toute la section transversale du percuteur 2 du côté de la chambre arrière 4, d'où un accroissement de l'énergie de choc lors de la marche avant. 30 Dans la variante de réalisation du dispositif représentée sur les figures 1 à 3» ladite tubulure 7 possède un canal 15 pour l'évacuation de l'air détendu vers l'atmosphère; lors du mouvement du percuteur 2 ce canal est mis alternativement en communication avec les chambres 3 et 4 à travers l'orifice d'échappement 16 de la 35 tubulure 7. Comme le montrent les figures 1 et 3, la tubulure 7 est fixée dans la partie arrière du corps 1 à l'aide d'un écrou 17, par rapport auquel elle peut se déplacer à l'aide d'un filetage 18. 70 06775 4 2032415 En changeant la position de la tubulure 7 par rapport à l'écrou 17, on peut régler l'instant d'admission de l'air aux chambres de travail 3 et 4 de telle façon que le percuteur 2 vienne frapper l'écrou 17, en provoquant ainsi le déplacement 5 du dispositif en sens inverse. Le renversement de la marche du dispositif peut être nécessaire lors du forage de trous verticaux ou horizontaux non débouchants, ou bien pour faire revenir le dispositif du trou en cas de rencontre d'un obstacle (par exemple d'un bloc de pierre), ou encore en cas de déviation importante 10 du dispositif par rapport à la direction prescrite. Le dispositif représenté par la figure 4 o.e diffère de celui précédemment décrit qu'en ce que l'échappement de l'air détendu s'effectue à travers un orifice 19 du corps 1, et que la tubulure 7 est rigidement fixé.e dans l'écrou 17. Ledit dispositif 15 est plus simple au point de vue construction, mais son mécanisme de distribution d'air n'est pas adapté pour renverser la marche du dispositif. Plus bas on donne la description du principe de fonctionnement du dispositif conforme à l'invention, en marche avant et en 20 marche arrière. la marche avant du dispositif est examinée à partir du moment où le percuteur 2 et la douille 11 se trouvent en position arrière extrême, l'orifice 9 de la tubulure 7 est ouvert, et les orifices 6 du percuteur 2 sont fermés par la tubulure 7 comme 25 représenté sur la figure î. La chambre 3 est mise en communication avec l'atmosphère via les orifices 6 du percuteur 2, l'orifice d'échappement 16 de la tubulure 7 et son canal d'évacuation d'air 15. Sous l'action de l'air comprimé arrivant par le canal 10 aux cavités 5 et 5a du 30 percuteur 2 et par l'orifice 9 à la chambre 4, le percuteur 2 se déplace vers l'avant. La goupille 14 du percuteur 2 agit alors sur l'épaulement 12 de la douille 11, en la déplaçant sur la tubulure 7 de telle façon qu'elle obture l'orifice 9, en coupant ainsi l'admission de l'air a la chambre 4- Ensuite le percuteur 2 35 continue sa course sous l'action de lrénergie de l'air se détendant dans la chambre 4. En fin de course," le percuteur 2 frappe la partie avant du. corps 1 en le forçant de pénétrer dans le sol. Presque simultanément avec le choc,-l'orifice d'échappement 70 06775 2032415 16 se trouve mis en communication avec-la cavité 5 du percuteur 2, comme montré pur la figure 2; il en résulte l'échappement de l'air détendu de la chambre 4 vers 1'atmosphère,via le canal 15 de la tubulure 7, tandis que les orifices.6 s'ouvrent, et l'air comprima 5 de la cavité 5a passe dans la chambre .3 en provoquant le recul . du percuteur 2., • la douille 11 reste en position extrême avant, c'est-à-dire que l'orifice 9 est fermé par cette douille. Le percuteur 2 continuant sa course, son orifice 6 est fermé par la tubulure 7 10 s'engageant dans la cavité 5a, et l'admission de l'air dans la chambre 3 s'interrompt. Le percuteur 2 continue à se déplacer grâce à l'énergie de l'air se détendant dans-la chambre 3. Dès que les orifices 6 du percuteur 2 viennent coïncider avec l'orifice d'échappement 16, l'air détendu de là chambre 3 15 s'échappe vers l'atmosphère par le canal 15 de la tubulure 7. Le percuteur 2, continuant son mouvement par inertie, agitpar sa goupille 14 sur l'épaulement 13 de la douille 11.qui se déplace jusqu'à sa position initiale en ouvrant l'orifice 9 pour l'admission suivante de 1'air dans la chambre 4.Ensuite le cycle 20 se répète. Pour renverser la marche du dispositif, il faut déplacer la tubulure 7 par rapport à l'écrou 17 de la position avant à la position arrière, par exemple en faisant tourner la conduite 8 jusqu'à ce que la tubulure 7 se visse à fond dans l'écrou 17 comme 25 montré sur* la figure 3- ' " . Dans la nouvelle position de ,1a tubulure 7» lors du déplacement du percuteur 2 en avant, ses orifices 6 s'ouvrent plus tôt et, par conséquent, l'admission de l'air comprimé dans la chambre 3 commence plus tôt; il s'ensuit que le percuteur 2 est freiné.avant - 30 d'avoir eu le. temps de frapper la partie avant du corps 1, puis il commence son déplacement dans le sens contraire..Pendant le déplacement du percuteur 2, en arrière, l'orifice d'échappement 16 et l'orifice 9 s'uuvrent plus tard, c'est-à-dire que l'échappement de l'air détendu de la chambre 3 et l'admission de l'air comprimé 35 dans la chambre"4 s'effectuent plus tard, aussi le percuteur 2, n'ayant pas eu le temps d'être freiné, frappe-t-il l'écrou 17; il en résulte que -le corps 1 du dispositif se déplace en arrière,ensuite le cycle se répète.. 70 0677S 6 2032415 le dispositif représenté sur la figure 4 fonctionne en marche avant d'une manière analogue, mais l'échappement de l'air détendu des chambres 3 et 4 s'effectue à travers l'orifice d'échappement 19 du corps 1. 5- - • ■' Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée, aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été-donnés qu'à titre d'exemple. En particulier elle: comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont exécutées selon l'esprit 10 de l'invention. 70 06775 7 2032415 REVEND I Cil I Q I S 1 - Un dispositif pneumatique à percussion pour forer le sol par compactage, du type comprenant un corps cylindrique pointu à l'avant et dans lequel est placé un percuteur comportant une cavité dans sa partie arrière, ce percuteur partageant l'enceinte 5 intérieure dudit corps en une chambre de travail avant et une chambre de travail arrière, et frappant ledit corps lors du mouvement rectiligne alternatif qui lui est imprimé par l'air comprimé admis périodiquement dans la chambre avant et dans la chambre arrière à travers une tubulure d'amenée d'air fixée à 10 la partie arrière du corps précité, et à travers des orifices du percuteur fermés par ladite tubulure lorsque le percuteur s'engage sur elle par sa cavité, ledit dispositif étant caractérisé en ce que sur la tubulure est montée une douille liée au percuteur et coulissant par rapport au percuteur et à la, tubulure, et ai ce que Ha tubulure emporte 15 dans sa paroi latérale un orifice mettant en communication le canal d'amenée d'air de ladite tubulure avec la chambre de travail arrière et fermé par la douille lors du déplacement du percuteur vers ladite chambre avant. 2 - Un dispositif pneumatique à percussion suivant la 20 revendication 1, caractérisé en ce que la douille précitée comporte deux épaulements espacés l'un de l'autre et entre lesquels est disposée une goupille ou analogue fixée au percuteur. 3 - Un dispositif pneumatique à percussion suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que dans la tubulure 25 d'amenée d'air est ménagé un canal pour l'évacuation de l'air détendu vers l'atmosphère, ledit canal étant mis alternativement en communication, par un orifice d'échappement, avec les chambres avant et arrière lors du mouvement du percuteur. 4 - Un dispositif pneumatique à percussion suivant l'une des 30 revendications 1 et 2, caractérisé en ce que son corps comporte un orifice pour l'échappement de l'air vers l'atmosphère, cet orifice étant mis périodiquement en communication avec les chambres avant et arrière lors du mouvement du percuteur.