Brevet FR2381605A1 — publié le 19780922

La présente invention concerne les machines portatives destinées à entraîner des outils travaillant à la percussion, telles que par exemple les perceuses à percussion et plus parti culièrement les machines de ce type dans lesquelles un mécanisme de commande imprime un mouvement de va-et-vient à une masse frappante qui exerce des chocs répétés contre l'extrémité de la queue d'une broche rotative ou non, ou d'un outil tel qu'un foret, burin, etc... Dans la plupart des machines à percussion classiques de ce type, le mouvement de va-et-vient de la masse frappante est commandé pneumatiquement. Le mécanisme de percussion de ces machines comprend un fourreau dans lequel coulisse axialement un premier piston commandé mécaniquement par un système bielle et manivelle; un second piston qui est en fait la masse frappante, coulisse librement dans le fourreau et son mouvement de va-et-vient est commandé par l'intermédiaire Q, un coussin d'air de grandeur variable qui est délimité par les faces frontales des deux pistons. Cette chambre d'air est mise périodiquement en communication avec une enceinte mise à l'air libre de la machine, pour la compensation des pertes d'air, au rythme du mouvement de la masse frappante, par au moins un orifice. Généralement, dans les machines portatives à percussion connues de ce genre, un moteur électrique entraîne la broche porte-outil en rotation par l'intermédiaire d'un réducteur qui sert à réduire la vitesse de rotation du moteur à une valeur appropriée pour l'outil proprement dit sur lequel agit la percussion. Le moteur électrique entraîne simultanément par l'intermédiaire d'un réducteur, le mécanisme de percussion. Or, pour obtenir cette double transmission de l'énergie du moteur, il est nécessaire d'utiliser un couple d'engrenages coniques qui estifficile à fabriquer, à régler et à monter et qui conduit donc à une solution onéreuse. La présente invention a pour but de perfectionner les machines à percussion au genre défini ci-dessus par simplification poussée du mécanisme nécessaire à l'entraînement de la masse frappante. Elle a donc pour objet une machine portative destinée à entralner un outil travaillant à la percussion, tel qu'un foret, burin ou autre comportant une masse frappante destinée à imprimer,par un mouvement de va-et-vient, de l'énergie de percussion audit outil, éventuellement par l'intermédiaire d'une broche, ladite masse formant piston et étant montée coulissante dans un cylindre dans lequel peut être engendrée une pression pneumatique variable par l'intermédiaire d'un dispositif de pompage actionné par un moteur, caractérisée en ce que ledit dispositif de pompage est une pompe à membrane. Grâce à ces caractéristiques, on peut obtenir une simplification notable de la machine par l'absence d'un mécanisme à bielle et manivelle et d'un couple d'engrenage coniques. Par ailleurs, la pompe à membrane évite certaines diffi cultés de graissage que l'on rencontre dans les machines classiques, tandis que l'étanchéité de l'ensemble du volume dans lequel est engendré l'air sous pression peut être facilement obtenue. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple - la Fig. 1 représente une coupe longitudinale partielle a'une machine portative pour outil travaillant à la percussion suivant l'invention - la Fig. 2 représente une vue en coupe faite suivant la ligne 2-2 de la Fig. 1 et - la Fig. 3 représente une vue en coupe faite suivant la ligne 3-3 de la Fig. 1. Suivant le mode de réalisation représenté aux figures, la machine portative suivant l'invention comporte un carter avant 1 et un carter arrière 2, ce dernier étant destiné à loger un moteur d'entraînement (non représenté) de type électrique ou autre. Les carters 1 et 2 qui sont fixés l'un à l'autre sont séparés par une cloison 3 dans laquelle est monté un roulement à billes 4. Un arbre 5 est monté dans ce roulement et constitue la sortie du moteur logé dans le carter 2. Sur l'extrémité libre de l'arbre 5, est taillé un pignon 6 qui engrène avec une roue dentée 7. Cette dernière est calée sur un arbre intermédiaire 8 monté dans le carter 1, son axe X-X étant parallèle à l'axe de l'arbre 5 du moteur d'entraînement.L'arbre intermédiaire. 8 tourillonne dans deux paliers 9 et 10 qui sont montés dans un support 11 fixé dans la cloison 3 et dans le carter 1 L'extrémité de l'arbre intermédiaire 8 opposée au roulement 9 comporte un pignon 12 qui engrène avec un galopin 13 monté fou dans le carter et engrènant à son tour avec une roue dentée 14 qui est calée à l'extrémité arrière d'une broche 15 montée rotative dans la partie avant du carter 1. L'axe Y-Y de cette broche est parallèle à l'axe X-X de l'arbre intermédiaire 8. La broche 15 est montée à rotation et en translation longitudinale dans deux paliers 16 et 17 et est sollicitée axialement vers l'avant par l'intermédiaire d'un ressort 18 qui entoure cette broche et qui s'appuie d'une part sur le roulement 17 et d'autre part sur une bague élastique 19 retenue dans une rainure ménagée dans la broche 15. L'arbre intermédiaire 8 présente à peu près à la moitié de sa lohgueur une portée excentrée 20 autour de laquelle est monté un roulement à aiguilles 21 reçu dans une lumière de guidage 22 de forme oblongue ménagée dans un baladeur 23. Ce baladeur 23 est destiné à se déplacer en translation dans une direction perpendiculaire aux axes X et Y, entre deux patins 24 et 25 placés latéralement dans le carter 1 sur des saillies de support 26 spécialement ménagées à cet effet. Le baladeur 23 comporte un flasque 27 qui s'étend perpendiculairement au plan contenant les axes X et Y. La face de ce flasque 27 opposée à l'arbre 8 est à peu près concave et sert de support à une membrane circulaire 28 dont le bord périphérique est serré entre un anneau 29 et un flasque 30 de la partie supérieure lla du support 11, l'anneau 29 et ce flasque étant serrés entre des saillies 31 ménagées latéralement sur la paroi intérieure du carter 1. Par ailleurs, la membrane 28 est fixée au flasque 27 au centre de celui-ci par un plateau 32 fixé sur ce flasque à l'aide d'une vis 33. Le support 11 comporte un passage 34 de section circulaire aligné sur l'axe Y-Y et recevant un fourreau 35 formant cylindre. Ce fourreau est obturé à l'arrière par un bouchon 36 dans la face intérieure duquel est ménagée une cavité recevant un plot 37 en une matière d'amortissement telle que le caoutchouc par exemple. Le passage 34 présente un évidement annulaire intérieur 38 qui communique avec l'intérieur du fourreau 35 par des lumières radiales 39 et avec l'espace délimité par la membrane 28 dans le support 11 à travers un trou 40. Un piston 41 peut coulisser dans le fourreau 35. I1 est muni d'une queue 42 qui s'étend vers l'avant à travers un trou de cuidage 43 ménagé à l'avant du fourreau 35. La face d'extrémité avant de cette queue 42 est destinée à entrer en contact avec la face arrière 44 de la broche 15. Le cylindre ménagé dans le fourreau 35 communique avec l'intérieur du carter i à travers un trou 45 et à travers un orifice calibré 46, tous deux radiaux et ménagés côte à côte dans le fourreau 35 et le support 11. Comme on peut le constater le trou 45 et l'orifice calibré 46 sont démasqués lorsque le piston 41 se trouve dans sa position extrême avant. Le fonctionnement de cette machine est le suivant. Lors de la mise en marche du moteur (non représenté) 11 extrémité dentée 6 de l'arbre moteur 5 entraîne la broche 15 en rotation par l'intermédiaire du réducteur constitué par les roues dentées 7, 12, 13 et 14. A l'état libre, la Broche 15 est toujours maintenue dans sa position avant sous l'action du ressort 18 (position de la Fig. 1). Au début du fonctionnement, la portée excentrée 2Q entraîne la membrane 28 dans un mouvement alternatif, par l'intermédiaire du baladeur 23, du flasque 27 et du plateau 32. Cette membrane 28 qui agit comme l'élément essentiel d'une pompe à membrane, aspire et refoule de l'air dans l'enceinte délimitée par le carter de la machine et communiquant avec l'air libre par l'intermédiaire de l'évidement annulaire 38, des orifices 39, de l'intérieur du fourreau 35 formant cylindre et de l'orifice 45. La fonction percussion est amorcée quand on commence une perforation, l'outil O étant en contact avec le matériau à percer. On appuie sur la machine selon la direction de l'axe Y-Y, ce qui a pour effet de faire reculer la broche 15 et e rap proche la bague 13 solidaire de la broche 15 du palier 17 à l'encontre de l'action du ressort 18. I1 en résulte la fermeture de l'orifice 45 par le piston 41. Ce dernier est alors aspiré et refoulé sous l'effet de pompe, réalisé par la membrane 28, et vient ainsi percuter la face 44 de la broche 15 au rythme du mouvement de la membrane 28. A titre indicatif, la fréquence de frappe peut être de 3 000 coups par minute. L'orifice calibré 46 met en communication l'intérieur du fourreau 35 avec l'enceinte du carter de la machine pour la compensation des pertes d'air, au rythme du mouvement du piston 41. Grâce aux caractéristiques de la machine que l'on vient de décrire, on peut omettre toute transmission par pignons coniques ou tout mécanisme à bielle-manivelle, les fonctions réalisées par ces organes dans les machines caassiques, étant remplies par le dispositif à pompe à membrane. Dans le mode de réalisation décrit, ce dispositif permet de réaliser en quelque sorte un renvoi d'angle à partir de l'arbre intermédiaire 8. Toutefois, il est à noter que la membrane 28 n'a pas nécessairement à être placée dans un plan perpendiculaire à celui passant par les axes X et Y, mais qu'au contraire elle peut être disposée d'une façon différente, pourvu que l'espace de pompage qu'elle délimite soit correctement relié à l'espace intérieur du fourreau 35 formant cylindre. Le choix de l'emplacement de la membrane 28 est essentiellement dicté par des considérations d'encombrement que l'on cherche naturellement à réduire au minimum. REVENDICATIONS 1. Machine portative destinée à entraîner un outil travaillant à la percussion, tel qu'un forêt, burin ou autre, comportant une masse frappante destinée à imprimer, par un mouventent de va-et-vient, de l'énergie de percussion audit outil, éventuellement par l'intermédiaire d'une broche, ladite masse frappante formant piston et étant montée coulissante dans un cylindre dans lequel peut être engendrée une pression pneumatique variable par l'intermédiaire d'un dispositif de pompage actionné par un moteur, cette machine étant caractérisée en ce que ledit dispositif de pompage est une pompe à membrane (8,20,23,28). 2. Machine suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la membrane (28) de la pompe est fixée par une zone centrale sur un organe d'actionnement (23) mobile en translation et couplé audit moteur, et par une zone périphérique à un dispositif de maintien (29,30,31) solidaire du carter (1), ladite membrane (28) délimitant avec un support fixe (11) disposé dans le carter (1) un volume de pompage communiquant avec ledit cylindre (35). 3. Machine suivant la revendication 2, caractérisée en ce que ledit organe d'actionnement (23) est formé par un baladeur muni d'une lumière oblongue (22) dans laquelle est reçue une partie excentrée (20) d'un arbre de transmission (8) monté à rotation dans le carter (1) et couplé audit moteur (5). 4. Machine suivant la revendication 3, caractérisée en ce que l'axe (X-x) dudit arbre de transmission (8) et l'axe dudit cylindre (35) sont parallèles et en ce que ladite membrane (28) est disposée dans un plan perpendiculaire au plan contenant lesdits axes (X-X et Y-Y). 5. Machine suivant la revendication 4, caractérisée en ce que ledit baladeur (23) comprend un flasque (27) de préférence légèrement concave, sur lequel est appliquée ladite zone centrale de la membrane (28) par l'intermédiaire d'un plateau de serrage (32) et en ce que ledit flasque (27) s'étend dans un plan perpendiculaire à celui dans lequel s'étend ladite lumière oblongue (22). 6. Machine suivant la revendication 5, caractérisée en ce que ledit support fixe (11) comprend un flasque (30) disposé en regard du flasque (27) dudit baladeur (23) du côté opposé à ladite lumière oblongue (22) et en ce que ce flasque est fixé par ses bords entre des nervures de serrage (31) du carter servant également à la fixation du bord périphérique de ladite membrane (28). 7. Machine suivant la revendication 6, caractérisée en ce que ledit cylindre (35) est ménagé dans ledit support (11). 8. Machine suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit cylindre (35) est obturé par un bouchon (36) muni d'un tampon d'amortissement (37 > et se trouvant à l'extrémité du cylindre correspondant à la position haute de ladite masse frappante (41) formant piston. 9. Machine suivant l'une quelconque des revendications prgdédentes, caractérisée en ce que ledit cylindre est muni d'un orifice calibré (46) pour la compensation des pertes d'air subies durant le fonctionnement de ladite pompe à membrane. 10. Machine suivant l'une quelconque des revendications 1 a 9, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre des moyens (12 à 14) pour l'entraînement en rotation dudit outil (O) éventuellement par l'intermédiaire de ladite broche (15). 11. Machine suivant la revendication 10 prise ensemble avec l'une quelconque des revendications 3 à 9 , caractérisée en ce que ledit arbre de transmission (8) est couplé à un jeu d'engrenages (12, 13, 14) pour l'entraînement en rotation de ladite broche (15) ou dudit outil (O). 12. Machine suivant l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisée en ce que ladite broche (15) est montée à coulissement axial dans ledit carrer (1) et sollicitée vers l'extérieur à l'encontre d'un organe élastique (18) et en ce que ledit cylindre (35) comporte un orifice (45) de mise à l'air libre qui est agencé de manière à mettre le cylindre à l'air libre lorsque ladite masse frappante (41) formant piston se trouve dans sa position basse, correspondant à la position de repos de ladite broche (15), cependant que ledit orifice (45) est masqué par ledit piston (41) lorsque ladite broche (15) est poussée vers l'arrière à l'encontre de la force dudit organe élastique (18).