Brevet FR2200087A1 — publié le 19740419

La présente invention concerne un outil rotatif à percussion, notamment une visseuse à perjussion, comportant un dispositif de percussion composé d'une enclume et d'un marteau montés coaxialement et à rotation, et d'un moteur d'entraînement à cellules à ailettes, actionné à l'air comprimée qui comprend, entre une partie extérieure en forme de cylindre creux et une partie intérieure cylindrique rotative par rapport à la première, une chambre de travail partagée en cellules individuelles par des ailettes qui sont guidées pour glisser à joint étanche dans des fentes radiales de la pièce intérieure, Un tel outil à percussion9 équipé comme visseuse à percussion, est connu d'après le brevet US-2 331 8 ? 4o Cette visseuse possède un mécanisme de percussion composé d'une enclume et d'un marteau disposés coaxialement et à rotation, ce mécanisme étant entraîné par un moteur à cellules à ailettes actionné à l'air comprimée Le moteur possède des ailettes déplaçabies à glissement A joint étanche dans des fentes radiales d'un rotor, ces ailettes individuelles partageant une chambre de travail en forme de croissant qui est formée entre la surface enveloppe du rotor et une paroi intérieure d'un évidement de carter. Le rotor disposé au centre possède un arbre de sortie sur lequel est disposé, solidaire à la rotation, par l'intermédiaire d'une cannelure de clavette, une pièce de marteau de structure massive du mécanisme de percussion. Cette visseuse connue est de fonctionnement satisfaisante La seule remarque à formuler est que l'outil rotatif à percussion est relativement lourd, car la masse de frappe du mécanisme de percussion est assez grande. Lors d'une utilisation de durée relativement longue d'un outil à visser à percussion de construction aussi lourde, l'utili- sateur manifeste relativement rapidement une certaine fatigue. L'invention a pour but de réaliser un outil rotatif à percussion du genre décrit, qui soit de construction légère tout en ayant cependant une capacité de puissance suffisante L'invention concerne à cet effet un outil du type ci-dessus caractérisé en ce que la pièce intérieure est disposée, comme un stator fixe dans le carter de ltoutil à percussionn tandis que la pièce extérieure est constituée comme un rotor. Cette disposition présente l'avantage que le moment d'inertie relativement important du rotor agit directement sur le mécanisme de percussion, dans le sens d'un soutien à la masse de frappe. Il est particulièrement avantageux de prévoir que le stator de forme cylindrique présente un appendice concentrique du genre d'un tourillon pourvu d'un filetage extérieur, qui est maintenu dans un alésage de réception du carter. Il est en outre très avantageux que le stator porte sur l'extrémité éloignée de l'appendice, un tourillon concentrique, sur l'extrémité libre duquel est disposé un palier à rouleaux, sur lequel est porté un disque d'extrémité qui soutient le rotor, et qui est une partie du mécanisme de percussion et qui est relié au rotor solidaire en rotation par l'intermédiaire d'une denture de calage d'arbre disposée sur sa surface extérieure cylindrique.. L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-après et des dessins annexés représentant un exemple de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels : -La figure 1 est une vue en coupe longitudinale partielle d'une visseuse à percussion ; -La figure 2 est une vue en coupe transversale d'une visseuse à percussion par la ligne II-II de la figure 1 ; -La figure 3 est une vue en coupe longitudinale partielle à travers le rotor du moteur à cellules à ailettes entraînant la visseuse à percussion par la ligne III-III de la figure 20 La visseuse à percussion comprend un carter 1 essentiellement en forme de trommel, qui porte, à sa partie arrière, un appendice de carter saillant vers le bas, constitué comme une poignée 2. Dans la partie arrière, découpée dans la figure 1, est disposé, dans le carter de la visseuse, un motor à cellules à ailettes à air comprimé, servant à l'entraînement. Dans la partie antérieure du carter 1 est disposé un mécanisme à percussion, connu en soi, non représenté. Ce mécanisme se compose d'une enclume disposée pour pouvoir tourner et un marteau disposé également pour pouvoir tourner dont on voit dans la figure 1 un disque d'extrémité 3o L'enclume et le marteau sont entraînés coaxialement entre euxo L'enclume est reliée avec la tte d'outil 4 qui fait saillie hcrs du carter 1 de la visseuse à percussion et sur laquelle on peut emmancher un outil approprié qui est constitué comme une clé d'enfichageo Le moteur à cellules à ailettes a une partie extérieure cylindrique, qui forme le rotor 50 Le rotor 5 présente un alésage cylindrique 69 excentriqueS mais coaxial avec sa surface enveloppe extérieure, dans lequel est disposée une pièce intérieure de forme cylindrique servant de stator 70 Dans le stator 7 sont disposées plusieurs fentes radiales 8 dans lesquelles sont guidées à joint étanche des a44. lettes 9. Avec leurs bords extérieurs, ces ailettes 9 sont appliqudes, sous l'action de deux ressorts de compression 10 disposés au fond de la fente 8, contre la surface intérieure cylindrique de l'alésage 6. Elles partagent ainsi en cellules individuelles la chambre de travail formée entre la surface d'enveloppe du stator 7 et la surface inté- rieure de l'alésage 6, La chambre de travail constituée en forme de croissant comprend un domaine à basse pression et un domaine à haute pression Le stator 7 présente un appendice 11 du genre d'un tourillon concentrique qui est pourvu d'un filetage extérieur et qui est vissé dans un perçage de réception correspondant 13 du carter 1. Sur chacune de ses deux faces frontales, le rotor 5 porte un couvercle frontal 14, 15. La distance axiale entre les couvercles 14, 15, qui sont reliés au rotor 5 par des axes filetés, non représentés, correspond à la longueur axiale du stator, sauf un jeu de grandeur réduite. Le couvercle frontal 14s qui est tourné vers l'appendice 11 du stator fixé dans le carter 19 est constitué en forme de pot. Il présente un évidement cylindrique concentrique 16 dans lequel est disposé un roulement à billes 17 emmanché sur l'appendice 11 à l'aide duquel le rotor 5 est porté sur le stator 70 Sur son extrémité la plus éloignée de l'appendice 11, le stator 7 porte également un tourillon concentrique 18, sur l'extrémité libre duquel, qui fait saillie hors d'un perçage cylindrique 19 du couvercle frontal 15, est disposé à nouveau un roulement à billes 20 sur lequel est supportée la plaque d'extrémité 3 du mécanisme de persussione Cette plaque d'extrémité 3 supporte sur une surface 21 le rotor 5 et elle est reliée à rotation avec ce ui-ciS par l'intermédiaire d'une denture de clavetage d'arbre 22 prévue sur sa surface extérieure. Dans un évidement central de ia plaque d'extrémité 3 est disposé un roulement à billes 23 qui supporte axialement l'enclume du mécanisme de percussion. L'amenée de l'air comprimé au moteur à ailettes s'effectue par l'intermédiaire d'une soupape de connexion disposée dans l'appendice de carter en forme de poignée 2, dont on ne voit sur la figure que la tte d'actionnement 24. Par l'intermédiaire d'une soupape de commutation 25 connue en soi et non représentée en détail, l'air comprimé est dirigé vers les canaux 26 ou 27 selon que le moteur doit tourner à gauche ou à droite. Dans ce qui suit, on admettra que l'air comprimé est dirigé vers le canal 27 ? par la soupape 25. Le canal 27 débouche dans une gorge annulaire 289 disposée également dans le carter de l'appareil et qui est recouverte par la face frontale 29 du couvercle 14 en forme de pot. A travers un autre canal à air comprimé 30 disposé dans le couvercle 14 et qui s'étend paral- lèlement à l'axes l'air comprimé parvient dans un évidement 31 élargi en forme d'entonnoir, vers la face frontale du rotor de l'alésage excentrique 6 du rotor, évidemment en forme de croissante L'évidement 31 possède une extrémité arrondie 31' qui est tournée vers le point mort des ailettes 9 (figure 2) et il est disposé sur le côté haute pression de la chambre de travail du moteur et s'étend sur environ un quart du pourtour intérieur de l'alésage 6 En direction axiale, 1'évidement atteinte à l'emplacement le plus bas, une longueur égale à environ 30 % de la longueur axiale de l'alésage 6, de sorte que les bords extérieurs des ailettes 99 à ces emplacements, s'appliquent encore avec 700 in de leur surface maximale d'application sur la surface intérieure de l'alésage 6. Sur le côté basse pression de la chambre de travail du moteur à ailettes, il est prévu en face de l'évidement 31 sur l'autre côté frontal du rotor 5, un évidement 32 exactement symétrique du premier par rapport à un plan, à travers lequel l'air comprimé est évacué à nouveau. Les extrémités arrondies 31', 32'des évidements 31 32 enferment un angle de 40 qui est symétrique par rapport au plan de point mort des ailettes 50 A partir de l'évidement 32 en forme de croissant, l'air comprimé parvint, à travers un canal 33, s'étendant radialement dans le couvercle frontal 15, mais débouchant parallèlement à l'axe dans l'évidement 32, à une gorge 34 disposée dans la paroi de l'alésage 19 du couvercle frontal 15. La gorge 34 est recouverte par le tourillon 18 du stator 7 qui remplit concentriquement l'alésage 19 en ne laissant qu'un faible jeu. La gorge 34 est à nouveau reliée, par l'intermédiaire d'une canalisation deair comprimé 35, qui débouche radialement et qui est formée comme un alésage concentrique dans le stator 7 et dans l'appendice 11, avec le canal 26 qui conduit à la soupape de commutation 25 (Naturellement on peut prévoir, en plus des canaux à air comprimé 30,33 représentés, d'autres canaux qui augmentent la section d'écoulement) o Lorsque le moteur tourne, la paroi intérieure de l'alésage cylindrique 6 passe devant les bords extérieurs des ailettes 90 Les cellules qui se trouvent chaque fois entre deux ailettes augmentent de volume et convertissent l'énergie incorporée dans l'air comprimé en un moment de couple de rotation sur le rotor 5. Dans la suite de la rotation, les cellules diminuent à nouveau de volume, de sorte que l'air comprimé détendu de la manière décrite est expulsé. Cette expulsion de l'air comprimé à travers les canaux décrits présente l'avantage d'un amortissement considérable du bruit de fonctionnements Si le moteur à ailettes doit tourner dans le sens opposé à celui décrit ci-dessus, l'air comprimé qui est amené à l'outil est dévié par la soupape de commutation vers le canal 26o L'air détendu est alors expulsé à l'atmosphère à travers le canal 27 et la soupape de commutation. Les côtés à haute pression et à basse pression du moteur sont alors évidemment intervertis par rapport au premier sens de rotation, mais le fonctionnement est identique. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté, à partir duquel on pourra prévoir d'autres formes et d'autres modes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 ) Outil rotatif à percussion, notamment visseuse à percusson avec un mécanisme de percussion constitué par une enclume et un marteau disposés coaxialement pour pouvoir tourner, et avec un moteur d'entraînement à cellules et ailettes actionné par l'air comprimé qui présente une chambre de travail qui est formée entre une partie extérieure en forme de cylindre creux et une partie intérieure cylindrique tournant relativement à la première, chambre partagée en cellules individuelles par des ailettes guidées à glissement étanche dans des fentes radiales de la partie intérieure outil caractérisé en ce que la partie intérieure est disposée comme stator fixe (7) dans le carter de l'outil à percussion, tandis que la partie extérieure est constituée comme un rotor (5) 2 ) Outil suivant la revendcation 1, caractérisé en ce que le stator (7) de forme cylindrique présente un appendice concentrique en forme de tourillon (11) pourvu d'un filetage extérieur (12) qui est maintenu dans un alésage de réception (13) du carter (1) qui lui est affecté) 3 ) Outil suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le rotor (5) disposé concentriquement au stator (7) présente un alésage cylindrique excentré (6) dont la paroi intérieure est en contact étanche, le long d'une génératricee avec la surface extérieure cylindrique du rotor disposé dans l'alésage (6) o 4 ) Outil suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le rotor (5) porte à chacune de ses faces frontales un couvercle (14, 15), la distance axiale des faces intérieures tournées l'une vers l'autre de ces deux couvercles correspondant, sous réserve d'un léger jeu, à la longueur axiale du stator (7). 7 ) Outil suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le couvercle frontal (14) qui est tourné vers l'appendice (11) du stator fixé dans le carter, présente un évidement cylindrique concentrique (16) dans lequel est emmanché un palier à billes (17), à l'aide duquel le rotor (5) est supporté sur l'appendice ( 6 ) Outil suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'alésage excentrique (6) présente, sur des faces frontales différentes du rotor (5), deux évidements se faisant face, constitués en forme de croissant (31, 32) qui s'étendent sur un quart du pourtour intérieur de l'alésage (16) et s'évasent en forme d'entonnoir vers les faces frontales, évidements à travers lesquels est dirigé et évacué l'air comprimée 7 ) Outil suivant la revendcation 62 caractérisé en ce que les évidements (31, 32) sont disposés symétriquement par rapport au plan de point mort des ailettes (9) et enferment à leurs extrémités arrondies un angle d'environ 40 O 8 ) Outil suivant la revendication 6, caractérisé en ce que les évidements s'étendent, en direction axiale, au maximum sur 35 % de la longueur axiale de l'alésage excentré (6) o 9 ) Outil suivant l'une quelconque des revendications 1 à 89 caractérisé en ce que, dans un couvercle frontal (14), est disposé un canal A air comprimé (30) s'étendant parallèlement à l'axe, qui relie avec l'évidement (31) en forme de croissant, une gorge (28) annulaire disposée dans le carter de l'outil, et recouverte par la face frontale (29) du couvercle frontal (14) . 10 ) Outil suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que, dans un couvercle frontal (15) 9 est dispos. é un canal à air comprimé (33) s'étendant radialement et débouchant parallè- lement à l'axe dans l'évidement en forme de croissant (32), canal formant ltévidement (32) avec une gorge (34) disposée dans la paroi dxun alésage concentrique (19) du couvercle frontal (15), la gorge (34) étant recouverte par un tourillon (18) du stator (7) qui remplit concentriquement l'alésage (19) jusqu'A un faible jeu, et recevant une canalisation d'air comprimé (35) disposée dans le stator et débouchant radialement dans l'évidement. 11 ) Outil suivant la revendication 10, caractérisé en ce que la canalisation (35) qui débouche radialement est formée dans le stator (7) comme un perçage essentiellement concentrique. 12 ) Outil suivant la revendi cation lOj caractérisé en ce que, sur l'extrémité libre du tourillon (18) du stator (7) qui fait saillie hors de l'alé- sage (19) du couvercle frontal (15) est disposé un palier (20), notamment un roulement à billes, sur lequel s'appuie une plaque d'extrémité (3) de support du rotor (5) 0 13 ) Cutil suivant la revendication 12, caractérisé en ce que la plaque d'extrémité (3) fait partie du mécanisme de percussion, cette plaque étant reliée au rotor (5) pour tourner avec luis par l'intermédiaire d'une denture de clavetage d'arbre (22) prévue sur sa surface extérieure cylindrique.