Brevet FR2204487A1 — publié le 19740524

La présente invention concerne un dispositif de lubrification pour un appareil travaillant par percussion, comportant un coussin d'air interposé, dans un cylindre de guidage, entre une masse frappante (ou percuteur), se déplaçant librement en direction axiale, et le piston d'entraSnement, articulé à un mécanisme à manivelle, dudit percuteur, et dans lequel la percussion rythmique axiale dupercuteur et par conséquent de ;;'outil est produite par une surpression engendrée dans le coussin d'air, lequel se déplace alternativement, pendant un cycle de frappe, dans une partie médiane du cylindre de guidage dénommée zone de déplacement du coussin d'air, une conduite dthuile menant à un réservoir d'huile étant raccordée au cylindre de guidage dans ladite zone de déplacement du coussin d'air Dans un appareil connu de ce genre (brevet français 1 479 624), il est prévu, dans le cylindre de guidage, dans la zone de déplacement du coussin d'air, des alésages commandés au rythme du mécanisme à manivelle de façon que les minima de pression dans le coussin d'air soient plus forts que les maxima de pression.Les minima de pression plus forts dans le coussin d'air ont pour effet que l'huile se trouvant dans la conduite d'huile, animée dtun mouvement vibratoire alternatif du fait des varia tions de pression, se déplace en fin de compte en direction du coussin d'air ou elle est soumise à une atomisation.Il résulte de ces circonstances expérimentalement vérifiables, non seulement une lubrification des pièces guidées dans le cylindre (percuteur et piston d'entraRnement) mais également une lubrification de toutes les autres pièces nécessitant cette lubrification à l'intérieur du carter car le brouillard d'huile parvient, par les alésages précités du cylindre de guidage, situés dans la zone de déplacement du coussin d'air, dans l'enceinte du carter où les variations de pression qui sty propagent y produisent une répartition étendue du brouillard dthuile. Les dispositifs nécessaires à la commande précitée des alésages du cylindre de guidage sont assez cofteux et augmentent le prix de l'appareil. Des essais poussés, ayant entre autres pour but de simplifier l'appareil en-vue d'une fabrication rationnelle en série, ont donné le-résultat surprenant que, dans un appareil du genre défini au début, la lubrification fonctionne parfaitement, sans diminuer la force de frappe et la sécurité de fonctionnement (sans collision entre le percuteur et le piston d'entraenement), mame pendant un service prolonge, lorsque lue cylindre de guidage présente, conformément à l'invention, une paroi continue dans la zone de déplacement du coussin d'air à ltexception de l'embouchure de la conduite d'huile0 Ce résultat contredit les opinions courantes des spécialistes selon lesquelles une condition indispensable d'une lubrification suffisante et complète et d'une fiabilité fonctionnelle de l'appareil était la présence d'au moins unorifice dans la partie du cylindre de guidage correspondant à la zone de déplacement du coussin d'air (cf6 à ce suet : Demande de Brevet néerlandais 7 017 808; Brevet suisse 408 753; Brevet britannique 969 007; Brevet français I 282 541). Il se peut qu'un appareil à percussion du genre précité marche à vide. Dans cet état, l'outil est totalement ou partiellement hors de l'appareil. Le percuteur est en situation inacti ve, en position extrême avant, comme dans le cas d'un appareil exécutant un travail de perçage simple représente à la figure 2 des dessins annexés.En position de marche à videf le piston d'entraSnement continue à décrire son mouvement de va-et-vient, l'entranement à manivelle n'étant pas débrayable, mais le cylindre de guidage n'est pas le siège-de variations notables de pression car l'espace entre le percuteur au repos et le piston d'entraSnement oscillant est plac au-des us d'un orifice de débrayage 19 situé en dehors de la zone de déplacement du coussin d'air0 Du fait de l'absence de variations de pression, il se peut qu'en cas de fonctionnement prolongé le piston d'entraSne- ment en vienne à fonctionner à sec, le lubrifiant ne parvenant pas aux surfaces de glissement du cylindre de guidage dans la zone de la course du piston. Pour éviter cette marche à sec du piston d'entraSnement en marche à vide de l'appareil, un développement de la présente invention prévoit que la conduite d'hui- le débouche dans une rainure de graissage creusée dans la paroi interne du cylindre, s'étendant vers l'arrière et chevauchant faiblement la zone de course du piston d'entraRnement. L'expérience a révélé que, meme en marche à vide, des quantités réduites d'huile parviennent au moins, par la rainure 20, dans cette zone de chevauchement et assurent ainsi une lubrification suffisante du piston d'entraSnement. Ces considérations sont valables lorsque l'appareil est équipé en vue d'un travail de perçage simple tel que celui-de la figure 2. Dans ce genre de travail, un forêt à queue courte ne faisant pas saillie à 1 intérieur du cylindre de guidage est inséré dans l'appareil. La position de repos du percuteur correspond ici à sa position de repos en marche à vide. Les appareils à percussion du genre défini au début exigent également une lubrification des surfaces de glissement de la queue de l'outil dans le porte-outil. Pour assurer une lubrification automatique de ces surfaces de glissement, une autre caractéristique de l'invention prévoit que le percuteur sera pourvu d'une rainure annulaire parvenant, au cours du cycle de frappe, dans la sone de l'embouchure de la conduite d'huile ou dans la sone de la rainure de graissage, et d'au moins une rainure longitudinal e faisant communiquer ladite rainure annulaire avec l'enceinte du cylindre située en avant dn percuteur. zens ce genre de construction, les brouillards d'huile engendrés dans le coussin d'air parviennent par lesdites rainures annulai- res et longitudinales et ladite enceinte, à la zone de surface de glissement du porte-outil maintenant la queue de l'outil. L'invention est décrite ci-après en détail au moyen de deux exemples préférés, non limitatifs, de réalisation repr4- sentés aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une coupe longitudinale de l'appareil de percussion et de son dispositif de lubrification, l'appareil étant représenté en position de travail par percussion ; - la figure 2 est une coupe semblable à celle de la figure 1 montrant l'appareil en position de travail par perçage ; et - la figure 3 est une coupe longitudinale représentant une variatne de l'appareil de la figure 1. Comme on le voit sur les figures 1 et 2, l'outil travaillant par percussion 1 est tenu par le porte-outil 2 joint à la face frontale du carter 3 de l'appareil. Un cylindre - immobile axiale ment 14 est monté dans le carter. Une masse frappante ou percuteur il est logée dans ce cylindre. Le piston d'entrainement 10 est joint, par un axe de piston 9, à un mécanisme à manivelle 7, 7' 7", 8, comprenant un arbre de manivelle 7 entraîné par un moteur quelconque, un bras de manivelle 7', un maneton 7" et une bielle 8. L'appareil est alimenté en lubrifiant à partir d'un réservoir d'huile 12 recouveru d'un couvercle 13. Un coussin d'air 18 interposé entre le percuteur Il librement mobile axia liement et le piston d'entraînement 10 du percuteur, entraîné par le mécanisme à manivelle. La frappe axiale rythmique de l'outil est produite par une surpression périodique engendrée dans le coussin d'air 18 gui se déplacé d'un mouvement de va-et-vient, au cours d'un cycle de frappez dans la zone médiane a (zone de déplacement du coussin d'air) du cylindre de guidage4 Une conduite d'huile 16, aboutissant au réservoir d'huile 12 par un ré- gulateur d'écoulement de lubrifiant 15, est raccordée à la zone de déplacement du coussin d'air.Le régulateur d'écoulement 15 comporte un corps de soupape à bille rappelé par ressort, reposant sur son siège sous la pression d'un ressort. la tension préalable et la force du ressort sont calculées de façon que le corps de soupape soit soulevé de son siège par les minima de pression régnant dans le coussin d'air et soit soumis à une vibration par le rythme de ces mina. La conduite d'huile aboutissant dans une zone d'embouchure 16' et débouchant dans I 'huile du réservoir par le dispositif de réglage d'écoulement de lubrifiant, constitue un système fermé. le réservoir est placé dans le carter du mécanisme d'entratneeen* 6. L' extrémité de la conduite d'huile 16 est formée par un alésage dans la paroi du carter du cylindre 3. L'alésage, qui débouche dans le cylindre par une portion d'embouchures'écartant à angle droit 16', est joint, par une portion de conduite 25, au dispositif de réglage d'Ocou- liement de lubrifiant logé dans le carter du réservoir d'huile4 Une bague d'étanchéité 17 assure l'étanchéité de l'alésage for- mant l'extrémité de la conduite d'huile 16 dans la zone du joint entre le cylindre de guidage 14 et le carter du cylindre. Ab - traction faite de l'embouchure 16' ou 20 de la conduite d'huile 16, le cylindre de guidage 14 présente une paroi continue dans sa partie correspondant à la zone de déplacement du coussin d'air a.La conduite d'huile débouche dans le cylindre de guida- ge, au voisinage de l'extrémité avant de la zone de déplacement du coussin d'air a, par une rainure de graissage 20 partant de l1embouchure 16' de la conduite d'huile st s'étendant vers l'ar- rière de l'appareil jusqu'à chevaucher légèrement la course du piston d'entraînement 10. En outre, un orifice d'arrêt 19 et un orifice de ventilation 24 sont percés dans la partie avant du cylindre de guidage 14. Le dispositif de lubrification fonctionne comme suit : Bien que le cylindre de guidage soit complètement fermé dans la zone de déplacement du coussin d'air, l'huile parvient dans le coussin d'air, du fait des variations de pression de ce dernier, par le régulateur d'écoulement 15, le raccordement 25, et la conduite 16. L'appareil peut fonctionner en marche à vide. Dans ce cas, l'outil est sorti de l'appareilO Le percuteur se trouve en situation de' repos, en position extrême avant, donc hors de la zone de déplacement du coussin d'air a, tandis que le piston d'entratnement continue à aller et venir, le mécanisme à manivelle n'étant pa débrayableO Malgré ltabsence de variations nota bles de pression dans If espace séparant le piston d'entrainement et le percuteur immobile, la lubrification des surfaces de glissement du cylindre de guidage dans la zone de la course du piston 10 est assurée par le fait que la rainure 20 se termine à proximité de la course du piston ou la chevauche légèrement. L'expérience a révélé que des traces d'huile cheminent par la rainure jusque dans la zone de la course du piston et sont saisies par les surfaces mobiles du piston produisant ainsi un huilage complet. Des mêmes conditions se répètent lorsque l'appareil est appliqué à un travail de perçage ou de percussion, comme dans le cas représenté à la figure S. Ici aussi, le percuteur est en position extr8me avant. L'espace * éparant le percuteur et le piston d'entraRnement communique avec l'enceinte du carter par l'o- orifice de débrayage 19. La queue Il de l'outil servant uniquement à percer est si courte qutelle ne fait pas saillie dans l'enceinte du carter. Cette queue est serrée par un pignon mené 4 du mécanisme de rotation du foret, engrenant avec un pignon menant-5. Dans les appareils de ce genre, la queue 1 de l'outil percutant doit également ventre lubrifiée dans la région des surfaces de glissement du porte-outil. Comme on le voit sur la figure 3, la lubrification àutomatique de ces surfaces s'effectue du fait que le percuteur comporte une rainure annulaire 21 communiquant avec ltenceinte cylindrique 23 située à l'avant du percuteur par au moins une rainure longitudinale 22. Les particules d'huile parviennent, par la rainure annulaire et la rainure longitudinale, dans 11 enceinte 23 et de là aux surfaces de glissement du porte-outil 2. La rainure annulaire 21 est disposée à une distance de l'extrémité du percuteur telle qu'à 'chaque course cette rainure viendra dans la zone de déplacement du coussin d'air. R E V z N D I C A T I O N S 1.- Dispositif de lubrification pour appareil travaillant par percussion comportant un coussin d'air interposé, dans un cylindre de guidage, entre une masse frappante ou percuteur librement mobile axialement et le piston d'entraînement, articulé à un mécanisme à manivelle, dudit percuteur, et dans lequel la percussion rythmique axiale du percuteur donc de l'outil est produite par une surpression engendrée dans le coussin d'air lequel se déplace alternativement, pendant un cycle de frappe, dans la partie médiane du cylindre de guidage (zone de déplacement du coussin d'air), une conduite d'huile menant à un réservoir d'hui- le étant raccordée au cylindre de guidage dans ladite zone de déplacement du coussin d'air, caractérisé en ce que le cylindre de guidage présente une paroi continue dans la zone de déplacement du coussin d'air à l-'exception de l'embouchure de la conduite huile. 2.- Dispositif de lubrification selon la revendication 1, caractérisé en ce que la conduite d'huile, constituant un système fermé et débouchant par un régulateur d'écoulement d'huile en dessous de la surface d'huile du réservoir de lubrifiant, débouche, au voisinage de l'extrémité avant de la zone de déplacement du coussin d7'air, dans une rainure de graissage creusée dans la paroi interne du cylindre de guidage. 3.- Dispositif de lubrification selon la revendication 2, caractérisé en ce que la rainure de graissage s'étend vers l'arrière de l'appareil à partir de l'embouchure de la conduite d'huile dans le cylindre de guidage. 4.- Dispositif de lubrification selon la revendication 3, caractérisé en ce que la rainure de graissage chevauche la course du piston d'entraDnement. 5.- Dispositif de lubrification selon une quelconque des revendications 1, 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que le percuteur est pourvu d'une rainure annulaire parvenant, au cours du cycle de frappe, dans la zone de l'embouchure de la conduite d'huile ou de la rainure de graissage, et d'une rainure longitudinale faisant communiquer ladite rainure annulaire avec l'enceinte cylindrique située en avant du percuteur. 6.- Dispositif de lubrification selon une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4 ou 5, caractérisé en ce que le cylindre de guidage comporte, en avant de la zone de déplacement du coussin d'air, un orifice d'arrêt et, plus en avant, un orifice de ventilation.