Brevet FR2251408A1 — publié le 19750613

La présente invention concerne les outils à percus -sion et elle vise olus particulièrement un outil à percus- -sion qui fonctionne au moyen d'un gaz sous pression et d'une pression hydraulique. Les outils à percussion classiques tels que les marteaux piqueurs et analogues sont actionnes uniquement à l'air comprimé. Rn conséquence, l'échappement direct à l'ex- -térieur est la cause de bruits d'un niveau élevé qui s'a- -joutent au brait de percussion du piston et du fleuret ou analogue. En outre, l'air comprimé s'échappant en tota -lité dans l'atmosphère le compresseur doit fonctionner en permanence lorsque l'outil est en service, ce qui entraîne la production d'un bruit continu en même temps qu'une perte d'énergie. La présente invention remédie à ces inconvnients des outils classiques grâce à l'emploi ; comme source d'énergie, d'un liquide sous pression tel que de l'huile sous pression ou analogue. Suivant l'invention, on se sert de la pression du liquide pour relever un piston qui comprime un gaz dont la détente abaisse le piston, ce qui permet d'augmenter l'impact du piston par exploitation de la rapidité de détente caractéristique du gaz, ce dernier étant confiné dans un circuit fermé de sorte que sa consommation est limitée aux faibles pertes de circulation.Il en résulte que l'coutil à percussion suivant l'invention ne dépend plus d'un com -presseur classique et ne présente donc plus de bruits d'é- -chappement. l'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre et à l'examen des dessins annexés qui représentent, à titre d'exemple non limitatif un mode de réalisation de l'invention. La figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un outil à percussion suivant l'invention dont le fleuret est représenté partiellement a La figure 2 est une vue en élévation latérale, par -tiellement en coupe longitudinale de l'outil de la figure 3. La figure 3 est une vue partielle en coupe longitudi- -nale à plus grande échelle d'une valve de fin de course montée dans 11 extrémité supérieure de l'outil. L'outil représenté sur la figure 1 co-erend un cy cylindre principal 11, un miston principal 12 dont la roitié inférieure comporte une tartie de plus petit diamètre 19 cui est montée coulissante dans un manchon 14 disp@sé à l'intérieur de la partie inférieure du cylindra principal 11. Une chambre à liquide 16 est ménagée à l'intérieur d'un manchon 17 disposé entre la partie de plus petit diamètre 13 et un manchon 15 monté dans le cylindre principal 11. Un carter de distributeur 18 est fixé à l'un des côtés du cylindre principaltet un passage 19 fait communiquer l'ir -térieur du carter 18 avec la chambre à liquide 16. Un orifice d'entrée 20 et un orifice de sortie 21 pour le liquide sont ménagés sur la face extérieure de la partie médiane du carter 18. A l'extrémité inférieure de la paroi interne du carter 18 est fixée une butee annulaire 22 dont la face supérieure constitue un siège de valve. L'intérieur de la butée 22 communique avec 1;' orifice de sortie 22 par un passage 23. Un tiroir principal de distributeur 24 est monté de manière à pouvoir se déplacer verticalement dans le carter 18. Une large gorge 25 est formée légèrement au-dessous de la partie médiane du tiroir 24 sur sa périphérie extérieure Sur la périphérie intérieure du carter 18 sont formées horizontalement une étroite gorge périphérique 26 et une large gorge périphérique 27 qui s'étendent sur toute la périphérie du carter qui vient en contact avec le tiroir principal 24 et la gorge 27 communique avec le passage de communication 19. la gorge périphérique 25 communique avec l'orifice d'entrée 20.Lorsque l'extrémité inférieure effilée du tiroir 24 porte contre le siège de valve de la butée 22, la communication est interrompue entre le passage 23 et la gorge périphérique 27, tandis que la gorge périphérique 25 du tiroir 24 fait communiquer entre elles les gorges périphé- -riques 26, 27 à l'intérieur du carter 18. Lorsque le tiroir 24 se déplace vers le haut, la gorge périphérique 26 est isolée de la gorge 27 par la périphérie extérieure inférieure du tiroir 24, et la gorge 27 est mise en communication avec le passage 23. Sur la périphérie extérieure de l'extrémité supérieure du tiroir 24 est formé d'un seul tenant un piston de distri -buteur 28 qui peut se déplacer dans une chambre 29 ménagée à l'intérieur de l'extrémité supérieure du carter 18. Un réservoir de gaz 31 est monté sur un couvercle supérieur 30 fixé à l'extrémité supérieure de la chambre de piston 29, de manière à communiquer avec la chambre 29. Le tiroir principal 24 a la forme d'un cylindre ouvert à ses extrémités supérieure et inférieure et un tiroir auxiliaire 32 est monte coulissant a l'intérieur du tiroir principal 24a Un manchon 34 est fixé dans une ouverture verticale ménagée sur une profondeur prédéterminée dans la partie centrale inférieure d'un couvercle 33 monte sur l'extrémité supérieure du cylindre principal 11. Un orifice de valve 35 d'un diamètre plus petit que celui de l'alésage du manchon 34 est ménagé à l'extrémité inférieure du manchon 34, de manière à communiquer avec l'intérieur du cylindre principal lla Sur la périphérie inférieure extérieure du manchon 34, au-dessus de l'orifice 95 est formée une gorge périphérique 36 qui peut communiquer avec l'intérieur du manchon 34 par une pluralité de passages 37. A l'intérieur du manchon 34 est montée coulissante une valve de fin de course 38 qui se prolonge vers le bas par ne partie tubulaire 39 qui passe avec un certain jeu dans l'orifice 35 et dépasse à l'intérieur du cylindre principal lia Sa valve de fin de course 38 zom- sorte un alésage central et un ressort 54 est monté entre la valve 38 et le couvercle 33 pour presser la valve 38 contre son siège forme i l'extrémité supérieure de l'orifice 55. Deux orifices 40 et 41 sont ménagés à l'intérieur du cylindre principal 11 légèrement au-dessus de la surface supérieure du piston principal 12 lorsque ce dernier est à la limite de sa course inférieure. L'orifice 40 peut communiquer avec l'extrémité inférieure de la chambre de piston 29 et avec la gorge annulaire 36 par un passage 46. L'orifice 41 peut communiquer avec l'extrémité supérieure de la chambre de piston 29 par un passage 47. Une bouteille 42 contenant de l'azote gazeux 5-ous pression ou un gaz analogue communique avec le réservoir à gaz 31 par un conduit 43 qui est pourvu d'un détendeur 44 et d'une valve anti-retour pour éviter tout reflux du gaz vers la bouteille 42. Un porte-fleuret tubulaire 48 est fixé à l'extrémité inférieure du cylindre. principal 11, et vn fleuret 50 est monté coulissant dans- un manchon 49 fixé à l'intérieur du porte-fleuret 58. 'extrémité supérieure du fleuret 50 porte contre l'extrémité inférieure d'un organe de percussion 51 qui est formé avec un diamètre encore plus réduit à l'extré- -mité inférieure de plus petit diamètre 13 du piston principal 12. Un évidement 52 est ménagé sur un côté du fleuret 50. Une broche 53, montée dans le porte-fleuret 48 vient s'engager dans l'évidement 52 pour limiter la course du fleuret 50, En outre, l'orifice d'entrée 20 communique par un conduit avec- un compresseur à liquide a Une valve de contrôle est montée dans ce conduit pour permettre de passer librement de l'état dans lequel la pression du liquide s'exerce sur l'orifice d'entrée 20 à celui dans lequel aucune pression ne s'exerce sur cet orifice. L'orifice de sortie 21 est relié par un conduit à une bâche. Le fonctionnement de l'outil selon l'invention est le suivant : 'les dessins illustrent l'état dans lequel aucune pression de liquide ne s'exerce sur l'orifice d'entrée 20. A ce stade, la pression de gaz de la bouteille 42 s'exerce par l'intermédiaire du réservoir à gaz 31 sur la chambre supérieure du cylindre principal 11 par la chambre de piston 29, le passage 47 et l'orifice 41. Cette pression s'exerce simultanément sur la gorge périphérique 36 et l'extrémité inférieure de la chambre de piston 29 par l'orifice 40 et le passage 46. Toutefois, la valve de fin de course 38 est poussée vers le bas par le ressort 54 pour fermer l'orifice 35, et le tiroir principal 24 du distributeur est poussé vers le bas par la pression du gaz du fait de la différence de pression entre les faces supérieure et inférieure du piston 28 et le tiroir auxiliaire 32 est lui aussi poussé vers le bas. Si un liquide, tel que de l'huile ou analogue, sous une pression supérieure à la pression du gaz dans la chambre supérieure du cylindre principal ll est alors admis par l'orifice d'entrée 20, ce liquide s'écoule dans la chambre 16 par les gorges périphériques 26, 25, -27 et par le passage 19 dans l'ordre indiqué, de manière à exercer une pression sur la partie à épaulement du piston principal 12. I1 en résulte qu'une pression s reterce de bas en haut sur le piston principal 12 qui s'élève du fait que cette pression est beaucoup plus élevée que la pression de gaz qui s'exerce de haut en bas sur le piston principal.Lorsque le piston prin -cipal qui s'élève obture les orifices 40 et 41, le gaz emprisonné dans- la chambre supérieure du cylindre principal 1l est fortement comprimé avec l'élévation du piston prin -cipal 12. Si le piston principal 12 s'élève encore et pousse vers le haut la partie tubulaire 39 de la valve de fin de course 38, l'orifice de valve 35 qui jusque là était fermé par la valve 38 est dégagé et le gaz sous pression empri -sonné dans la chambre supérieure du cylindre principal Il s'écoule dans l'extrémité inférieure de la chambre de piston 29 par l'orifice de valve 35, le passage 37, la gorge petit -phérique 36 et le passage 46 dans l'ordre indiqué.Une forte pression est ainsi appliquée sur la face inférieure du piston de valve 28, de sorte que le tiroir principal 24 est poussé -vers le haut jusqu'à ce que s.on extrémité infé -rieure se sépare du siège de. valve de la butée 22. Simulta -nément, la gorge périphérique 27 est isolée de la gorge périphérique 26 sur la périphérie extérieure inférieure du tiroir 24, de sorte que l'orifice d'entrée 20 et le passage 19 sont isolés l'un de l'autre, le passage 19 communiquant avec le passage 23 par la butée 22. I1 en résulte que le liquide contenu dans la chambre 16 s'écoule vers l'orifice de sortie 21 par le passage 19, la butée 22 et le passade 2D, dans l'ordre indiqué, le liquide retournant ainsi à la banche Le liquide est évacué rapidement car la voie précitée est conçue avec une largeur maximale, de façon qu'elle offre une résistance. réduite à l'écoulement du liquide. Se piston principal 12 est abaissé rapidement par la pression élevée du gaz dans la chambre supérieure de sorte que l'extromité supérieure du fleuret 30 est frappée par l'organe de percus- -sion 51 monté à l'extrémité inférieure du piston principal 12. 'lorsque la face supérieure du piston principal 12 se trouve au-dessous de l'orifice 40, la chambre supérieure du cylindre principal 11 augmente de volume de sorte que la pression du gaz revient a' la normale. Da pression du gaz redevient également normale dans la partie inférieure de la chambre 29, de sorte que le tiroir principal de valve s'abaisse, la valve de fin de course 38 revient à sa position initiale fermant l'orifice de valve 35. Si le tiroir principal 24 est abaissé jusqu'à ce que son extrémité inférieure vienne en contact avec le siège de valve de la butée 22, la gorge périphérique 25 remet en communication les gorges 26, 27, le liquide s'écoule de l'orifice d'entrée 20 dans la chambre 16 et il pousse de nouveau le piston principal 12 vers le haut. L'opération précitée se répète tandis que la pression du liquide s'exerce sur l'orifice d'entrée 20, le piston principal 12 s'élève, l'extrémité supérieure du fleuret 50 est frappée par l'organe de percussion 51, ce qui permet d'effectuer le travail désiré, Si le tiroir principal 24 du distributeur est releve et que la pression du liquide d'échappement est anormalement élevée, le tiroir auxiliaire 32 se soulève pour produire un effet d'amortissement. Du fait que le circuit de gaz est fermé, le gaz est simplement soumis à des compressions et détentes successives sans consommation appréciable. Les pertes éventuelles de gaz sont conpensées par une recharge au moyen de la bouteille 42a Dans l'exemple représenté, la valve de fin de course 38 est ouverte lorsque sa partie tubulaire 39 est poussée versle haut par l'extrémité sixpérieure du piston principal 12. Toutefois, elle peut être agencée de manière à être pressée vers le haut lorsque la pression du gaz dans la chambre supérieure du cylindre 11 s 'élève au-delà d'une valeur prédéterminée avec l'élévation du piston principal 12. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée à l'exemple décrit et représente, elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans s'écarter pour cela du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1) Outil à percussion caractérisé en ce qu'il comprend un piston principal monté dans un cylindre principal, la chambre supérieure du piston principal étant remplie avec un gaz ayant une pression prédéterminée ; une chambre à liquide pour pousser vers le haut le piston principal sous l'effet de la pression du liquide interposée entre la moitié inférieure dudit piston principal et le cylindre principal ; une valve de fin de course montée dans la partie principale du cylindre principal ladite valve de in de course entrant en action lorsque le piston principal est relevé sensiblement à la limite supérieure de sa course de façon à interrompre la communication entre la source de liquide sous @ression et la chambre à liquide du cylindre principal au moyen d'un distributeur disposé d'un côté du cylindre principal et ac -tionné par la pression du gaz de la chambre supérieure du cylindre principal, de manière à faire communiquer lad te chambre à liquide avec l'orIfice de sortie du liquide ; ur outil tel qu'un fleuret qui est frappé par le pi@ton principal lorsqu'il s'abaisse étant monté à l'extrémité inférieure du piston principal. 2) Outil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la moitié inférieure du piston principal comprend une portion de plus petit diamètre qui coulisse dan ne portion de plus petit diamètre dans la moitié inférieure du cylindre principal, la chambre à liquide étant formée sur l'extérieur de la portion de plus petit diamètre du piston principal, le distributeur disposé d'un côté du cy -lindre principal comportant un carter qui comprend un passage communiquant avec la chambre à liquide, un orifice d'entre pour le liquide communiquant avec la source de liquide sous pression, un orifice de sortie pour le liquide communiquant avec une banche pour le liquide, un tiroir princips de valve qui peut se délacer verticalement dans le carter de distri- -buteur de façon que 'orifice d'entrée pour le liquide puisse communiquer avec ledit passage lorsque l@ tiroir principal est en position basse, ledit orifice d'entrée et ledit passage étant isolés l'un de l'autre lorsque ledit tiroir principal est en position haute pour mettre ledit passage en communication avec l'orifice de sortie du liquide, un piston de valve qui neut se déplacer dans une chambre de piston ménagée dans la partie supérieure du carter de distributeur étant formé sur l'extrémité supérieure du tiroir principale les portions supérieure et inférieure de la chambre du piston pouvant communiquer avec la chambre supérieure du cylindre principal par deux passages indépendants qui éta -blissent la communication seulement lorsque l@@@iston prin -cipal est en position basse, dans le passage qui lait commu -niquer la portion inférieure de la chambre de piston avec la portion supérieure de la chambre supérieure du piston principal étant montée la valve de fin de course précitée qui s'ouvre seulement lorsque le gaz à l'intérieur de la chambre supérieure du cylindre principal est comprimé à une pression élevée par l'élévation du piston principal,