Brevet FR2453970A1 — publié le 19801107

L'invertion concerne un mécanisme de percussion pour marteau perforateur comportant un manchon d2entrainement pouvaut coulisser axialement, muni d'une denture et dont 1' extré- mité antérieure située du côté de outil présente une tige de perforation logeant 11 outil et montée de façon mobile axiale ment entre des limites étroites sans pouvoir tourner, tandis que dans la partie postérieure du manchon d'entrainement est guidé de façon mobile un percuteur muni d'un appendice et sollicité par ressort, ainsi qu'une came d'armement disposée en position fixe axialement, munie de griffes d'accouplement et pouvant etre mise en rotation par l'intermédiaire d'un élément d'accouplement sollicité par ressort, muni de griffes complémentaires, monté de façon solidaire en rotation sur l'arbre de renvoi et pouvant coulisser axialement, la came d'armement ayant pour rôle de tendre périodiquement par l'intermédiaire du percuteur un ressort de compression et de libérer à nouveau le percuteur pour son mouvement de percussion vers l'avant, l'énergie de percussion étant transmise de façon centrée du percuteur à la tige de perforation, à l'intérieur du manchon d'entraînement. Le DE-O no 2 165 066 -écrit une p--ratrice à percussion présentant un manchon d'entratnemeWt,fixe axialemen%, muni d'une denture, dans la partie antérieure duquel un outil perforateur est maintenu de façon solidaire en rotation tout-en étant mobile axialement entre certaines limites, tandis que dans la partie postérieure est guidé de façon mobile un percuteur muni d'un appendice et sollicité par ressort, lténergie de percussion étant transmise de façon centrée à l'intérieur du manchon d'entraînement. L'avantage de cette disposition est que la transmission du choc du percuteur à l'outil s'effectue directement et sans masse intermédiaire d'amortissement ; toutefois, son inconvénient est que lorsque outil n'est pas inséré, le logement d'outil peut s'encrasser et qu'il est nécessaire de rendre étanche en conséquence le guidage du percuteur dans le manchon d'entraîne- ment, cette étanchéité ayant à nouveau une influence défavorable sur l'avancement libre du percuteur, nécessaire à une transmis sion optimale du choc Avantageusement, la perforatrice à percussion connue présente un débranchement automatique de percussion, amorcé par le fait que l'on retire l'outil de l'endroit à perforer.A cet effet, il faut faire coulisser axialement contre la force d'un ressort la came d'armement disposée de manière à pouvoir tourner sur un arbre de renvoi et munie de griffes d'accouplement pour la retirer de sa position de coopération avec les griffes complémentaires solidaires de l'arbre de renvoi et ltarr8ter dans cette position grâce à des moyens d'arrêt à ressort. Toutefois, le coulissement de la came d'armement s'effectue seulement lorsqu'on déplace le percuteur au-delà de sa position antérieure où il transmet l'énergie de percussion, ce qui est le cas lorsqu'on écarte l'outil de 11 endroit à perforer. Ainsi, le débranchement s'effectue avec retard, c'està-dire qu'avant l'immobilisation de la came d'armement, le percuteur est encore accéléré une fois avec toute son énergie en direction de l'outil déjà écarté. Ge dernier choc doit être absorbé par le carter, grâce à ces moyens d'amortissement.En outre, il faut arr8ter le percuteur dans la position la plus avancée pour maintenir la came d'armement dans la position dé brayée les avantages de la perforatrice à percussion connue -transmission centrée de la percussion, débranchement automatique et longueur réduite grâce aux axes parallèles du percuteur et de la came d'armement- ont ainsi pour contre-partie des inconvénients qui sont le débranchement indirect retardé, les moyens relativement importants nécessaires pour arrêter le percuteur et la came d'armement ainsi que la possibilité d'encrassement du manchon d'entrainement. Par le 3E-C no 2 029 614, on contact un mécanisme de percussion pour marteau perforateur comportant un débranchement de percussion notablement plus simple. Une roue dentée d'accouplement sollicitée par ressort, montée de manière à pouvoir tourner sur le porte-outil, se retire immédiatement, lorsqu'on écarte l'outil, de la zone d'action des griffes d'accouplement d'un élément intermédiaire d'encliquetage, qui a pour rôle de tendre périodiquement le percuteur et de le libérer à nouveau pour son mouvement de percussion vers l'avant, de sorte qu'une fois outil écarté, aucun nouveau processus de tension n'est amorcé. A part la disposition coaxiale, qui donne une longueur relativement grande au dispositif de percussion, cet appareil comporte une transmission désavantageuse de 1' énergie cinétique du percuteur à l'outil, car, d'une part, la masse de la roue dentée d'entrainement solidaire du porte-outil doit être accélérée du meme coup, et, d'autre part, la roue dentée d'accouplement montée librement sur le porte-outil accomplit à chaque impulsion de percussion un mouvement propre. les deux particularités ont des effets désavantageux sur l'intensité de percussion. Pour éviter ces inconvénients, le DE-A n 2 423 332 propose de diminuer la masse de la tige d'outil qui supporte l'action, grâce à une possibilité de coulissement axial entre l'élément d'accouplement solidaire de la tige d'outil et la roue dentée entrainant l'élément d'accouplement. Ici encore, il s'agit d'un alignement coaxial de l'aecouplement, de la came d'armement et du percuteur. Cette disposition exige, comme dans l'appareil mentionné plus haut, que le percuteur soit assujetti contre la rotation, ce qui entraine, d'une part, une construction plus coûteuse, et a, d'autre part, des effets désavantageux sur l'avan- cement libre du percuteur. Un autre inconvénient de l'assujettissement contre la rotation est que, le percuteur étant contraint de transformer en translation la rotation amorcée par les griffes d'accouplement, les éléments d'assujettissement contre la rotation sont soumis à une usure supplémentaire. Tous les mécanismes de percussion connus mentionnés plus haut ont un inconvénient, à savoir qu'un coup une fois amorcé, lorsqu'on écarte simultanément l'outil de la zone de travail, doit être absorbé sans freinage et brusquement par des éléments d'amortissement plus ou moins coûteux, appuyés sur des parties du carter. L'amortissement qui s'effectue brusquement se transmet directement au carter ce qui cause des vibrations et des bruits désagréables. En outre, on peut observer un dégagement accru de chaleur. En outre, dans les appareils connus, la tige de perforation est soutenue directement par le carter par l'intermédiaire de paliers. Ainsi, lors-du travail, les oscillations et vibrations appliquées par l'outil, par l'intermédiaire de l'arbre, au carter et donc à toutes les parties mécaniques, sont aussi transmises à 11 opérateur. Dans l'ensemble, il apparait pour l'opérateur des effets secondaires relativement désagréables Dans le DE-A no 2 655 899, on décrit un amortissement de tige de perforation de marteau perforateur comportant un mécanisme de percussion à coussin d'air. Toutefois, ici, la tige de perforation n'est amortie élastiquement que dans le sens momentanément accéléré et la rencontre avec les éléments d'amortissement s'effectue avec une énergie cinétique plus ou- moins grande, de sorte que ces éléments doivent accomplir un travail de déformation relativement grand qui peut conduire à une fatigue prématurée0 La fixation axiale des éléments d'amortissement nécessite, en outre, des éléments annulaires supplémentaires qui doivent transmettre les chocs axiaux aux éléments d'amortissement.En outre, les éléments d'amortissement s'appuient comme dans les appareils susdits sur des parties du carter et transmettent à celui-ci les vibrations occasionnées. Il a déjà été proposé aussi d'effectuer l'amortissement par l'intermédiaire d'un coussin d'air (DE-A no 2 364 344). Toutefois, la chambre de compression nécessaire à cet effet exige un certain volume, qui a une influence défavorable sur la longueur axiale du système de percussion. En outre, il faut des éléments d'étanchéité supplémentaires et un conduit d'étranglement. 'l'invention a pour but de fournir un mécanisme de percussion de longueur réduite, excluant l'encrassement, qui permette la transmission centrée d'un percuteur librement mobile à la tige de perforation, dont la masse réduite ne cause pas d'affaiblissement notable de l'intensité de percussion, et dans lequel la percussion puisse etre interrompue directement par le fait que l'on écarte la tige de perforation de l'ouvrage, sans éléments d'arrêt supplémentaires. En outre, l'invention a pour but d'éviter un amortissement brusque assuré par des parties du carter, avec tous ses effets secondaires, et de diminuer les répercussions désagréables exercées par la tige de perforation sur l'opérateur, grâce à des moyens simples et usuels dans le commerce, tout en diminuant l'usure. Belon l'invention, le problème est résolu grâce au fait que l'élément d'accouplement peut être amené à coopérer avec les griffes d'accouplement de la came d'armement, par la surface frontale postérieure du manchon d'entrainement, lorsqu'on fait coulisser axialement celui-ci et que dans la région d'influence du percuteur est disposé un élément de frein pouvant coulisser axialement, qui est soumis, d'une part, à l'action d'un ressort de compression accélérant le percuteur et peut, d'autre part, subir l'action d'un collet du percuteur lorsque celui-ci, en l'absence de contact avec la tige de perforation, dépasse sa position antérieure de transmission d'énergie de percussion. L'invention est expliquée plus précisément ci-après à propos des dessins, qui montrent l'objet de l'invention, en coupe longitudinale partielle et en coupe transversale. Comme on le voit par la coupe longitudinale, la moitié supérieure, au-dessus de l'axe de la tige de perforation, représente la position engagée et la moitié inférieure la position dégagée, L'arbre de renvoi disposé parallèlement sous l'axe de la tige de perforation présente par contre en sa moitié supérieure l'état dégagé et en sa moitié inférieure l'état engagé. Be mécanisme de percussion est logé dans un carter 25, dont la partie postérieure, non représentée davantage ici, contient un moteur électrique dont le pignon d'induit 28 engrène avec une roue dentée 26 solidaire en rotation d'un arbre de renvoi 239 Dans la partie antérieure du carter 25, un manchon d'entraînement 2 muni d'une denture 3 est monté de manière à pouvoir tourner et coulisser axialement. Une denture 16 formée dans l'arbre de renvoi 23 engrène de façon permanente avec la denture 3 du manchon d'entraînement 2. Dans la partie antérieure du manchon d'entraînement 2 est monté; par l'intermédiaire d'un profil d'entraînement 12, une tige de perforation 11 recevant l'outil, solidaire en rotation et pouvant se mouvoir axialement entre des limites étroites, gråce à des éléments d'amortissement 1. Le couple est ainsi transmis du pignon 28, par les dentures 26, 16, 3 et le profil d'entraînement 12, à la tige de perforation 11. Un percuteur 24, dont l'axe est parallèle à celui de l'arbre de renvoi 24, est monté de façon mobile par son appendice antérieur 14 dans le manchon d'entraînement 2 et par son appendice postérieur 27 dans un manchon de guidage 10. Be percuteur 24 est muni d'un collet 5 sur lequel s'appuie un ressort de compression 8. Dans la région entourant ce collet 5, un élément de frein 7 muni d'un collet antérieur 4 et d'un collet postérieur 9 est monté de manière à pouvoir coulisser axialement dans le carter 25. A l'endroit du palier, l'élément de frein 7 est muni d'une garniture 6, qui freine son mouvement axial. Sur l'arbre de renvoi 23, une came d'armement 22 munie de griffes d'accouplement 21 est disposée de manière à pouvoir tourner tout en étant fixe axialement. Par l'intermédiaire d'un entraîneur 19 fixé rigidement à l'arbre de renvoi 23, un élément d'accouplement 17 muni de griffes complémentaires 20 est relié de façon solidaire en rotation à l'arbre de renvoi 23. Cet élément d'accouplement 17 peut coulisser axialement contre la force d'un ressort 18. Be mécanisme de percussion fonctionne comme suit Une fois que l'on a mis en action le moteur électrique non représenté davantage, la tige de perforation 11 est mise en rotation par l'intermédiaire des engrenages 28, 26, 16, 3 et du profil d'entraînement 12. Lorsqu'on appuie la perforatrice contre l'ouvrage, le manchon d'entraînement 2 est poussé vers l'arrière par la tige de perforation 11, par l'intermédiaire des éléments d'amortissement 1. Par l'intermédiaire de la surface frontale postérieure 15, le coulissement axial se transmet à l'élément d'accouplement 17. 'les griffes en rotation 20 de l'élément d'accouplement 17 s'engagent donc dans les griffes 21, jusque là immobiles, de la came d'armement 22 et mettent celle-ci en rotation. Sous l'action de la came d'armement en rotation 22, sur la surface de glissement hélicoidale de laquelle le percuteur 24 peut glisser, le ressort 8 est tendu périodiquement, par l'intermédiaire du percuteur 24, et le percuteur 24 est à nouveau libéré pour le mouvement de percussion vers l'avant. L'énergie de percussion est transmise de façon centrée, à l'intérieur du manchon d'entraînement 2, de la surface frontale 13, de l'appendice antérieur 14 du percuteur à la tige de perforation 11. Les oscillations de retour, qui se produisent pendant la percussion, sont atténuée-s par les éléments d'amortissement fo Lorsqu'on écarte le marteau perforateur de l'ouvrage, la tige de perforation 11 est poussée vers l'avant sous l'action du ressort de compression 18, ce qui fait que les griffes d'accouplement 20 et 21 se dégagent les unes des autres et arretent immédiatement la came d'armement 22 Selon la position momentanée de la came d'armement 22, le percuteur réchappe une dernière fois plus ou moins fortement vers l'avant.Toutefois, étant donné que par suite du dégagement la tige de perforation se trouve hors de la zone d'action de la surface frontale de transmission de percussion 15 du percuteur 24, ce dernier choc n'est plus transmis à la tige de perforation 11. Il se produit ce qu'on appelle un coup à vide Ce coup à vide est absorbé comme suit : Le percuteur 24 s'applique par son collet 5 contre le collet antérieur 4 de l'élément de frein 7 et tend à accélérer celui-ci vers l'avant. Toutefois, à cette accélération s'opposent, d'une part, la garniture de freinage 6 prévue sur ltélé- ment de frein 7, et, d'autre part, le ressort de compression 8 qui s'appuie sur le collet postérieur 9 de l'élément de frein 7o La force du coup à vide est donc absorbée au sein de la disposition de frein ; aucune force perturbatrice ne s'exerce ici vers l'extérieur, de sorte que les répercussions désa gréables sur le carter sont évitées. Si l'on engage à nouveau la tige de perforation 11, et si par suite, on arme à nouveau le percuteur 24, l'élément de frein 7 est à nouveau poussé à sa position primitive vers l'arrière par le ressort de compression 8 -REVEiDICATI0N$- 1 Mécanisme de percussion pour marteau perforateur comportant un manchon d'entrainement pouvant coulisser axialement, muni d'une denture et dont l'extrémité antérieure située du côté de outil présente une tige de perforation logeant l'outil et montée de façon mobile axialement entre des limites étroites sans pouvoir tourner, tandis que dans la partie postérieure du manchon d'entraînement est guidé de façon mobile un percuteur muni d'un appendice et sollicité par ressort, ainsi que came d'armement disposée en position fixe axialement, munie de griffes d'accouplement et pouvant être mise en rotation par l'intermédiaire d'un élément d'accouplement sollicité par ressort, muni de griffes complémentaires, monté de façon solidaire en rotation sur arbre de renvoi et pouvant coulisser axialement, la came d'armement ayant pour rôle de tendre périodiquement par l'intermédiaire du percuteur un ressort de compression et de libérer à nouveau le percuteur pour son mouvement de percussion vers l'avant, l'énergie de percussion étant transmise de façon centrée du percuteur à la tige de perforation, à l'intérieur du manchon d'entraînement, mécanisme caractérisé en ce que l'élément d'accouplement peut outre amené à coopérer avec les griffes d'accouplement de la came d'armement, par la surface frontale postérieure du manchon d'entraînement, lorsqu'on fait coulisser axialement celui-ci et que dans la région d'influence du percuteur est disposé un élément de frein pouvant coulisser axialement, qui est soumis, d'une part, à l'action d'un ressort de compression accélérant le percuteur et peut, d'autre part, subir l'action d'un collet du percuteur lorsque celui-ci, en l'absence de contact avec-la tige de perforation, dépasse sa position antérieure de transmission d'énergie de percussion. 2. Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de frein est monté de façon solidaire en rotation dans le carter et qu'd son palier, il est muni d'une garniture qui freine son mouvement axial 3. Mécanisme selon la revendication 2, caractérisé en ee que la garniture disposée sur l'élément de frein est sous la forme d'un élément d'insertion interchangeable en une ou plusieurs pièces. 4. Mécanisme selon la. revendication 2, caractérisé en ce que la garniture est formée d'une matière élastique. 5. Mécanisme selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la tige de perforation est soutenue élastiquement dans les deux sens axiaux par des éléments d'amortissement. 6 Mécanisme selon la revendication 5, caractérisé en ce que les éléments d'amortissement sont des anneaux toriques commerciaux.