Brevet FR2060168A1 — publié le 19710618

La présente invention concerne les mécanismés de percussion, dans le corps de guidage desquels est placé un percuteur qui,lors de son mouvement communique des percussions à un outil par l'intermédiaire d'un élément mobile interposé se trouvant dans ledit corps. L'invention peut etre notamment appliquée avec succés aux engins de forage, aux outils percutants: marteaux piqueurs, marteaux burineurs, marteaux à river, dames, ainsi qu'aux marteaux à forger. On sait que lorsque le percuteur frappe ltélément intermédiaire précité, l'un et l'autre se déforment et des contraintes internes apparaissent dans ces pièces. Pour qutau moment de la percussion suivante, ces pièces aient repris leur forme initiale et soient libérées des contraintes internes, on les fabrique avec des aciers spéciaux à grand module d'élasticité. C'est pourquoi les mécanismes de percussion connus ont un poids important, une puissance relativement faible, sont de fabri cation cotteuse et leurs vibrations, lors de leur fonctionnement, dépassent de plusieurs fois les normes sanitaires. Etant donné ce qui précède, on a proposé d'améliorer les mécanismes de percussion connus, en fabriquant le percuteur et l'élément intermédiaire en polymères, comme cela est décrit, notamment, dans les brevets anglais NO 1.090.982 et américain NO 3.402.776. Comme l'a fait apparaître la pratique, ceci a permis de diminuer le poids des mécanismes de percussion, d'abaisser leur prix de revient de réduire les vibrations et d'augmenter la puissance et le rendement. Mais les matières polymères, du fait de leurs propriétés, ne peuvent être employées avec succès que jusqu'à une cadence de frappe déterminée. Leurs propriétés de relaxation relativement élevées par rapport à l'acier font que les polymères reprennent leur état initial au bout d'une période de temps plus longue que celle de l'acier, et si la période entre les percussions est inférieure au temps nécessaire au rétablissement de l'état initial, la pièce est détruite. En outre, le temps de réfq bliseement de l'état initial dépend des contraintes lors de la percussion. Le but de l'invention est de créer un mécanisme de percussion perfectionné, conçu de manière que le I percuteur et l'élément intermédiaire travaillent à un régime dynamique plus favorable et ne soient pas soumis à des contraintes internes importantes lors des percussions. Suivant l'invention, le perfectionnement proposé consiste en ce qu'entre le percuteur et l'élément intermédiaire on interpose un corps élastique. De préférence, le corps élastique est constitué par un tampon d'air. Gracie au perfectionnement proposé, on obtient une wpercussion élastique" caractérisée en ce que lors du choc entre des pièces de masses égales il se produit un échange complet des énergies de ces pièces si la durée de la percussion est plus grande. que la période de leurs oscillations propres. Dans ce cas, l'effet de transmission de l'énergie ne dépend pas des propriétés élastiques dudit corps pendant la période de percussion. Il stensuit que la percussion par l'intermédiaire d'un corps élastique, si l'on néglige les pertes dans ce corps, est aussi efficace que la percussion directe entre des pièces élastiques quelconques en acier ou en polymères, mais sans apparition de contraintes internes importantes dans les pièces en percussion mutuelle. Dans la description détailléequi suit,l'invention est expli quée par un exemple de réalisation non-limitatif et par le dessin unique annexé qui représente un marteau piqueurpneumatique (vu en coupe longitudinale) avec un mécanisme de percussion suivant l'invention,étant bien entendu que l'invention s'applique également à d'autres engins, machines, outils ou analogues, comportant un mécanisme de percussion. Dans le corps de guidage 1 est placé un percuteur 2 animé d'un mouvement rectiligne alternatif, en l'occurence sous l'action d'air comprimé, dont l'admission périodique dans l'enceinte du corps de guidage 1 d'un côté et de l'autre du percuteur 2 peut Etre réalisée au moyen d'un distributeur 3, qui peut entre d'un type connu approprié quelconque. Dans le corps de guidage 1 est placé un élément intermédiaire 4 recevant les chocs du percuteur 2 et les transmettant à l'outil 5. À chaque choc il se forme entre l'outil 5 et l'élément 4 un écartement 6 par suite de l'arrivée d'air dans ltenceinte 8 par les canaux. de course retour 7. DU fait du choc du percuteur 2 sur l'élément 4, celui-ci acquiert de l'énergie cinétique et, au bout de sa course utile, frappe la queue de l'outil 5. t La différence des mécanismes de percussion connus, le per cuteur 2 frappe l'élément intermédiaire 4 non pas directement mais par l'intermédiaire d'un corps élastique 9 qui, en l'occurence, est un tampon d'air se formant dans la partie avant du corps de guidage quand le percuteur 2 a masqué les trous de sortie 10 des canaux de course retour 7. De la sorte on obtient une "percussion élastique" dont le rendement, compte tenu des pertes dans le corps élastique 9, est de 0,85 à 0,95. La transmission de la percussion par l'entremise d'un corps élastique permet de fabriquer le percuteur pratiquement en n'importe quel matériau dur n'ayant pas un module d'élasticité élevé, puisque le percuteur n'est pas soumis à des contraintes internes importantes lors de la percussion. Dans les prototypes conformes à l'invention les percuteurs ont été fabriqués en verre organique ordinaire, en caproliXe sous la forme de cylindres métalliques à paroi mince. La variante optimale du corps élastique est le tampon d'air, car dans la pratique il est difficile de choisir un matériau élatL- que ou un ressort fonctionnant d'une manière satisfaisante sous des charges dynamiques. L'emploi d'un matériau élastique ou d'un ressort peut s'avérer avantageux dans les mécanismes de faible puissance. La présente invention est applicable non seulement aux mécanismes à pièces de percussion en polymères, mais aussi aux mécanismes dans lesquels le percuteur 2 et l'élément intermédiaire 4 sont en acier. L'invention permet, dans les mécanismes connus, d'utiliser un élément intermédiaire 4 plus lourd que le percuteur 2, qui, dans ce cas, se déplace à une vitesse plus grande, autrement dit la cadence de frappe augmente, le rendement et la puissance du mécanisme sont plus élevés. Quoique dans ce cas le coefficient de transmission de l'énergie des coups sera alors abaissé, il n'y aura pas de diminution du coefficient de rendement du mécanisme, car l'énergie de rebondissement du percuteur est utilisée pour son retour. En outre le percuteur travaille à un régime dynamique allégé, sans être soumis à de grandes contraintes internes lors des percussions. Les engins à percussion comportant un mécanisme conforme à l'invention, permettent comme l'a fait apparaître la pratique, un rendement et une puissance accrus, une amplitude des vibrations réduite et un poids bien trieur à cslx;ii de connus conaaÛe 2a loi. classe. 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 l1es- prit de l'invention. REVEND I C AT IONS 1. Un mécanisme de percussion, du type comportant un corps de guidage dans lequel est placé un percuteur qui, au cours de son mouvement, conique des chocs à un outil par l'ietermédialre d'un élément interposé mobile dans ledit corps, ledit mécanisme étant caractérisé en ce qu'entre le percuteur et l'élément interposé est prévu un corps élastique. 2. Un mécanisme de percussion suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le corps élastique précité est un tampon d'air.