Brevet FR2281194A1 — publié le 19760305

L'invention concerne un appareil de percussion à commande pneumatique avec un cylindre qui contient un piston cylindrique agissant sur un outil percuteur par l'intermédiaire d'une tige de piston et qui est équipé d'une soupape à plaque commandée par l'air comprimé qui met en communication un conduit d'admission d'air comprimé prévu dans un couvercle supérieur du cylindre, alternativement avec des chambres qui se trouvent respectivement au-dessus et au-dessous du piston, tandis que le piston raccorde alternativement à ces chambres du cylindre au moins un conduit d'échappement pour l'air comprimé détendu en découvrement temporairement ce conduit. De semblables appareils de percussion sont bien connus et ont une puissance remarquable avec un nombre élevé de percussions.Mais les appareils de percussion couramment utilisés jusqu ici ont pour inconvénient qu'ils produisent un bruit très intense. La présente invention a pour but de réduire l'émis- sion de bruit et elle est basée sur le fait reconnu que la forme donnée aux extrémités du piston a une influence marquée sur le développement du bruit. Jusqu'ici, les pistons différentiels avaient partout le même diamètre d'une extrémité à l'autre. Par contre, l'appareil.de percussion selon l'invention est caractérisé par le fait que le piston différentiel présente des biseaux au moins approximativement coniques à son extrémité supérieure et à son extrémité inférieure. L'expérience a montré que cette mesure très simple permet d'améliorer considérablement l'appariel en ce qui concerne l'émission du bruit. Il y a lieu de noter encore qu'on connaît, d'après le brevet suisse nO 254 881 de la Demanderesse, un appareil de percussion comportant un piston qui est biseauté à ses extrémités. Mais cet appareil de percussion ne comporte pas de soupape à plaque à commande par.air comprimé, mais deux soupapes à commande conique, respectivement pour la chambre supérieure et la chanbre inférieure du cylindre, et les biseaux en question du piston ne servent pas à réduire le bruit, mais à commander ces soupapes. L'appareil de percussion en question n'a pas été adopté dans la pratique, en raison de la plus grande simplicité des soupapes à plaque à commande par air comprimé et du nombre de percussions plus élevé qu'il est possible d'atteindre avec celles-ci. Un exemple de réalisation de l'objet de l'invention est illustré par les dessins annexés. La figure 1 est une vue en coupe faite suivant la ligne I-I de la figure 2. La figure 2 est une vue en coupe faite suivant la ligne II-II de la figure 1, sans le piston. L'appareil de percussion représenté comporte un cylindre 1 qui est muni, à ses extrémités, d'un fond supérieur 2 et d'un fond inférieur 3. Dans le cylindre 1 est monté un piston différentiel 4 dont la tige de piston 5, qui traverse le fond inférieur 3, agit de façon connue en soi sur un outil percuteur (non représenté), par exemple un burin. Pour la commande de l'air comprimé, qui est amené par un passage 6, indiqué schématiquement et pratiqué dans un capot (non représenté), il est prévu une soupape à plaque 7 qui se compose d'un corps de soupape discoSdal 8 et d'une plaque de soupape 9.Le corps de soupape 8, qui est calé par son bord entre le fond supérieur 2 et un épaulement du cylindre 1, présente un trou central 10 par lequel passe un tube 11 qui pénètre à travers le piston 4 dans la tige de piston 5 pour alimenter l'outil percuteur en eau de rinçage selon le mode usuel. Vers le haut, le corps de soupape 8 présente une excavation centrale peu profonde 12 qui est entourée par un siège inférieur annulaire 13 pour la plaque de soupape 9. Dans le siège 13 est pratiquée Une rainure annulaire 14 qui est en communication avec la chambre supérieure 16 du cylindre par une couronne de trous 15. Le fond supérieur 2 présente un passage d'admission central 17 pour l'air comprimé, qui entoure le tube 11 et débouche vers le bas dans une excavation peu profonde 18 qui est entourée par un siège annulaire supérieur 19 pour la plaque de soupape 9. Dans le siège 19 est pratiquée une rainure annulaire 20 qui est en communication par deux passages radiaux 21 avec deux conduits longitudinaux 22 qui sont pratiqués dans le cylindre 1 (voir figure 2) et qui aboutissent à la chambre inférieure 24 du cylindre par des conduits obliques 29. Pour ltéchappement de l'air comprimé, qui est détendu alternativement dans les chambres 16 et 24 du cylindre, il est prévu deux passages d'échappement 25, quis'étendent dans la direction périphérique et qui sont ou ne sont pas recouverts par le piston 4 à leur extrémité interne 26, selon la position du piston. D'après les variantes, il pourrait etre prévu un seul ou plus de deux passages d'échappement. Le piston cylindrique 4 comporte vers le haut un biseau conique 27 et, vers le bas, un biseau conique 28 qui n' étaient pas prévus dans les appareils de percussion de ce genre, généralement utilisés jusqu'ici. Le mode de fonctionnement de l'appareil de percussion représenté est connu, mais on l'expliquera brièvement une fois encore pour mieux faire comprendre l'invention. Dans la position représentée du piston 4, la chambre supérieure 16 du cylindre est en communication avec l'échappement par les passages de sortie 25, de sorte que l'air comprimé qui se trouve dans la chambre inférieure 24 du cylindre déplace le piston 4 vers le haut. La chambre inférieure 24 du cylindre est alimentée en air comprimé, l'air comprimé qui arrive passant entre la plaque de soupape 9 et le siège supérieur 19, selon les flèches tracées en traits pleins.Lorsque le piston 4, après avoir recouvert les extrémités internes 26 des passages d'échappement 25, est parvenu au-dessus de ceux-ci, l'air comprimé s'échappe de la chambre inférieure 24 du cylindre par ces passages vers l'atmosphère et l'air contenu dans la chambre supérieure 16 du cylindre est comprimé suffisamment pour écarter la plaque de soupape 9 du siège inférieur 13 et l'appliquer contre le siège supérieur 19. L'air comprimé passe alors par une ouverture centrale 29 de la plaque de soupape et pénètre dans la chambre supérieure 16 du cylindre en passant entre cette plaque et le siège 13, comme on l'a indiqué par les flèches tracées en tirets. La pression qui agit sur la grande surface supérieure du piston différentiel 4 freine celui-ci et déclenche la course de percusion. Lorsque le piston 4 a dépassé les passages d'échappement 25 vers le bas et que ltair comprimé dans la chambre inférieure 24 du cylindre presse de nouveau la plaque de soupape 9 sur son siège inférieur 13, la course de retour du piston est déclenchée, après quoi le cycle décrit ci-dessus se répète. La soupape à plaque 7 commandée de cette marvère par l'air comprimé (à laquelle il faut rattacher aussi la partie inférieure du fond 2 d'après la description précédente) offre, on le sait, le grand avantage de fonctionner de manière extrênenent rapide. Par exemple, avec une pression de l'air de 3 à 7 atm rel. environ, on peut atteindre environ 1000-2000 percussions énergiques par minutes. Avec les appareils de percussion antérieurement connus, ce nombre élevé de percussions avait pour conséquence un niveau de bruit très haut, de 11 ordre de 118 dbA.Or, on a découvert avec surprise que le niveau de bruit pouvant entre réduit de façon très marquée, de 5 dbA environ, par les biseaux 27 et 28 du piston 4, et cela sans que la puissance de l'appareil s'en trouve abaissée. Dans ces conditions, pour obtenir le meilleur résultat, il est nécessaire d'adapter entre eux les biseaux 27, 28 et la soupape 7, du ~fait que non seulement les angles d'inclinaison a et p des biseaux supérieur 27 et inférieur 28, mais aussi la course de la plaque de soupape 9 et le poids de celle-ci jouent un rôle. Le cas échéant, il est à conseiller de briser les arêtes des sièges de soupape 13 et 19. Eventuellement, on peut aussi donner un trou 10,un diamètre un peu plus grand que celui du tube il et établir de la sorte une petite communication permanente entre la chambre supérieure 16 du cylindre et le conduit d'admission 17. Dans des appareils de dimensions usuelles, par exemple avec un diamètre de 80 mm du piston, des valeurs de 10 à 200 conviennent pour l'angle a du biseau supérieur et des valeurs de 20 à 400 pour l'angle ss du biseau inférieur. Dans ces conditions, la longueur du biseau supérieur 27 est comprise de préférence entre 8 et 16 mm, et celle du biseau inférieur 28 est comprise de préférence entre 4 et 8 mm. REVENDICÂT IONS 1. Appareil de percussion à commande pneumatique avec un cylindre dans lequel est monté un piston cylindrique agissant sur un outil percuteur par l'intermédiaire d'une tige de piston et qui est équipé dlune soupape à plaque commandée par l'air comprimé qui met en communication un conduit d'admission d'air comprimé prévu dans le fond supérieur du cylindre, alternativement avec des chambres qui se trouvent respectivement au-dessus et au-dessous du piston, tandis que le piston raccorde alternativement à ces chambres du cylindre au moins un conduit d'échappement pour l'air comprimé détendu en découvrant temporairement ce conduit, caractérisé en ce que le piston différentiel 4 présente des biseaux 27, 28 au moins approximativement coniques à son extrémité supérieure et à son extrémité inférieure. 2. Appareil de percussion selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'angle d'inclinaison a du biseau supérieur 27 est compris entre 10 et 200, pour une longueur du biseau de 8 à 16 mm. 3. Appareil de percussion selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'angle d'ulclinaison p du biseau inférieur 28 est compris entre 20 et 400, pour une longueur du biseau de 4 à 8 mm. 4. Appareil de percussion selon la revendication 1, caractérisé en ce que la soupape à plaque présente des sièges de soupape à etes brisées. 5. Appareil de percussion selon la revendication 1 ou 4, caractérisé en ce que, dans la position où la soupape à plaque assure l'alimentation en air comprimé de la chambre inférieure du cylindre, elle laisse également pénétrer un peu dtair comprimé dans la chambre supérieure du cylindre.