Brevet FR2443903A1 — publié le 19800711

La présente invention concerne les constructions mécaniques et a notamment pour objet un engin pneumatique à percussion destiné à être utilisé notamment dans le génie minier, l'industrie du bâtiment, etc. On connaît un engin pneumatique à percussion, comprenant un corps dans la cavité duquel est monté un percuteur pouvant effectuer un mouvement de va-et-vient et qui est relié à l'outil de travail et divise ladite cavité en deux chambres : une chambre de course à vide et une chambre de course active.Ces chambres sont mises en communication, à tour de rôle, avec des canaux d'amenée d'air par l'interm6- diaire d'une boite à air comprenant un tiroir tubulaire et un clapet qui peuvent se déplacer axialement près de la face en bout dudit corps qui est située du côté du canal d'amenée d'air de la chambre de course active (voir, par exemple, le certificat d'auteur NO 538129 de 1'URSS). LechF fez qui a la forme d'une tige présentant une zone de diamètre agrandi est introduit dans l'alésage du tiroir et peut se déplacer axialement par rapport au tiroir et au corps. Cette conception de l'engin rend difficile, d'une part, sa réalisation, du fait qu'elle prévoit trois pièces à monter coaxialement, ce qui nécessite une classe de finition élevée, d'autre part, elle ne permet pas d'obtenir une différence sensible entre les surfaces des parties supérieure et inférieure du tiroir, ce qui aboutit à son inversion prématurée, perturbe le cycle de fonctionnement de l'engin et compromet ses performances énergétiques en réduisant son énergie de frappe. On s'est donc proposé de mettre au point un système de distribution d'air par tiroir, qui retarderait le changement de marche du clapet dans le cas d'une faible baisse de la pression dans la chambre de course à vide. Ce problème est résolu à l'aide d'un engin à percussion comprenant un corps dont la cavité abrite un percuteur qui peut effectuer un mouvement de va-et-vient, agit sur l'outil de travail et divise ladite cavité en une chambre de courseàvide et une chambre de course active mises en communication, à tour de rôle, avec des canaux d'amenée d'air par l'intermédiaire d'une boite à air dont le tiroir et le clapet peuvent se déplacer suivant l'axe dudit corps, caractérisé, suivant l'invention, en ce que le tiroir est réalisé sous forme d'un bottier dont le fond, en forme de cône tronqué, est orienté dans le sens opposé au percuteur, et en ce que le clapet est logé dans ce bottier de façon à y former une chambre, le corps dudit tiroir étant percé d'un canal d'étranglement relié à ladite chambre. L'avantage de l'engin proposé consiste en ce que le tiroir réalisé sous forme d'un bottier dont le fond en forme de cône tronqué est orienté dans le sens opposé au percuteur permet d'augmenter la surface du tiroir du cône de la chambre de course à vide, ce qui permet d'assurer l'inversion de marche du tiroir uniquement dans le cas d'une différence de pression déterminée-dans la chambre à air. Suivant l'une des variantes de réalisation de l'invention, le canal d'étranglement est ménagé dans le fond du bottier, tandis qu'un trou borgne constituant une chambre est exécute dans le corps du clapet, ledit trou borgne tant disposé coaxialement au canal d'étranglement et son diamètre étant de plusieurs fois plus grand que le diamètre du canal d'étranglement. Selon une autre variante de réalisation, la longueur du clapet est légèrement inférieure à la longueur de la partie intérieure du bottier afin de former une chambre communiquant avec l'atmosphère via le canal d'étranglement ménagé dans la paroi latérale du bottier. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails eut avantages de celle-ci apparattront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre de différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique en coupe de l'engin pneumatique proposé, au début de la course à vide - la figure 2 montre l'engin de la figure 1 au moment de l'inversion de marche du tiroir - la figure 3 montre l'engin conforme aux figures 1 et 2 au début de la course active - la figure 4 est une vue schématique en coupe d'une autre variante de réalisation de la boute à air - la figure 5 représente l'engin de la figure 4 au moment de l'inversion du tiroir - la figure 6 représente l'engin des figures 3 et 5 au début de la course active. L'engin pneumatique à percussion comprend un corps 1 abritant un percuteur 2 qui peut effectuer un mouvement de va-et-vient et qui, à la fin de sa course active, agit sur la queue 3 de l'outil de travail (non représenté). L'air comprimé ou le vecteur d'énergie est amené depuis le réseau A à l'aide d'un dispositif de distribution d'air ou boute à air, qui comprend un tiroir tubulaire 4 se présentant sous forme d'un boîtier ou gobent dont le fond 4a, vu de l'extérieur, est en forme de cône tronqué. Le boîtier du tiroir 4 est monté coaxialement au corps de l'engin dans lequel se déplace le tiroir et son fond est orienté dans le sens opposé au percuteur. Un canal d'étranglement 5 est ménagé dans le fond 4a du boîtier.Dans le boîtier du tiroir 4 est logé un clapet ou organe d'obturation analogue 6 réalisé sous forme d'une tige avec un trou borgne 14 dont le diamètre est beaucoup plus grand que le diamètre du canal d'étranglement 5 ; le clapet est orienté vers celle des parois en bout du corps de l'engin qui est située du côté de la chambre de course active. Le trou borgne 14 constitue une chambre dont la fonction sera exposée lors de l'étude du fonctionnement de l'engin. Le clapet 6 est monté dans le tiroir de façon à pouvoir se déplacer axialement. Le tiroir coopère, d'une part, avec la paroi en bout du corps de l'engin, et d'autre part, avec l'orifice 7 qui communique avec la chambre 8 de course à vide. Le clapet 6 coopère avec l'orifice 9 qui communique avec la chambre 10 de course active.L'air comprimé provenant du réseau 4 arrive dans le tiroir par les canaux 11. L'échappement s'opère à travers l'orifice 12 pratiqué dans le corps de l'engin. Un canal 13 assure la communication entre l'orifice 7 et la chambre 8 de course à vide. L'engin proposé fonctionne comme suit. Au début de la course active, le percuteur 2, le tiroir 4 et le clapet 6 occupent les positions indiquées sur la figure 1 ; le clapet 6 est appliqué étroitement conta l'orifice 9, le tiroir 4 est en contact avec le clapet. L'air comprimé pgnètre par les canaux 17 dans le tiroir et exerce une pression sur les parties gauche et droite du tiroir. Vu que la surface de la partie tronconique du tiroir est plus grande que la surface de sa partie en bout, le tiroir 4 et le clapet 6 restent immobiles. En même temps le vecteur d'énergie (air comprimé) arrive dans la chambre de course à vide à travers l'orifice 7 et le canal 13 ; sous l'effet de la pression exercée sur la partie gauche du percuteur 2, ce dernier commence sa course à vide. Lorsque le percuteur 2, au cours de son déplacement, ouvre l'orifice d'échapement 12 de la chambre de course à vide, ltéchxpement de l'air provoque une chute de pression dans le canal 13 et dans la cavité située au-dessus du fond conique du tiroir. La différence d e p r e s s i o n provoque le déplacement du tiroir 4, qui vient alors se placer dans la position indiquée sur la figure 2. En continuant son mouvement, le percuteur 2 comprime l'air dans la chambre de course active 10. Sous l'action de la pression créée dans la chambre 10, le clapet 6 se déplace et prend la position représentée sur la figure 3. Dans cette position du clapet et du tiroir, le vecteur dténergie provenant du réseau A pénètre par l'ori- fice 9 dans la chambre 10 de course active et déplace le percuteur 2 vers la queue 3 de l'coutil de travail. Lorsque le percuteur 2 ouvre l'orifice d'échappement 12, il se produit une chute de pression dans la chambre 10 de course active et dans la cavité se trouvant sous le clapet et le tiroir.En continuant sa marche, le percuteur 2 comprime le coussin d'air et frappe la queue 3 de l'outil de travail. La pression du coussin d'air comprimé s'exerce sur le tiroir 4 à travers le canal 13 et l'orifice 7. Sous l'action de cette pression, le tiroir 4 et le clapet 6 reviennent en position de départ. Le percuteur 2, le clapet 6 et le tiroir 4 occupent les positions représentées sur la figure 1. Un spécialiste en la matière comprendra de l'exposé fait ci-dessus que dans l'engin proposé le réglage de l'inversion de marche du tiroir pour une différence de pression déterminée est réalisé par variation des diamètres du tiroir 4 et du clapet 6. Lorsque la surface du tiroir diminue du côté du percuteur à la suite de l'augmentation du diamètre du clapet, la différence de pression augmente, et lorsque cette surface augmente la différence de pression diminue. Un tel choix des surfaces du tiroir permet dtinfluer sur la course du percuteur, et, par conséquent; sur les paramètres énergétiques de l'engin (sur l'énergie et la cadence des frappes). L'engin décrit ci-dessus a un fonctionnement stable pour une pression donnée de l'air comprimé et est sensible aux variations de cette pression. Pour que l'engin puisse fonctionner pratiquement sous n'importe quelle pression de l'air comprimé dans le réseau, il est rationnel de relier à l'atmosphère la cavité comprise entre le clapet et le tiroir de la façon représentée sur les figures 4, 5 et 6. Les pièces de l'engin illustré sur les figures 4 à 6 sont identiques aux pièces de l'engin représenté sur les figures 1 à 3 et sont désignées par les memes chiffres de référence. Le clapet 6 a une longueur un peu plus petite que la longueur de la partie intérieure du tiroir 4, ce qui permet d'obtenir la chambre 15. Cette dernière est constamment reliée au canal d'étranglement 16 ménagé dans la paroi latérale du tiroir et communiquant constamment avec l'air libre.Le fonctionnement de l'engin ainsi conçu est analogue au fonctionnement de 11 engin décrit précédemment mais, étant donné que la chambre 15 communique constamment avec l'atmosphère l'engin devient insensible aux variations de la pression dans les chambres de travail. Ainsi, l'engin pneumatique à percussion, dont le dispositif de distribution d'air est doté d'un tiroir avec un orifice d'étranglement qui communique avec la chambre de course à vide, et qui est réalisé sous forme d'un bottier avec un fond en forme de cône tronqué, fonctionne sous une pression déterminée de l'air comprimé, et l'arrivée de l'air comprimé drs les chambres de travail cesse si cette pression varie de plus de 15%. Cela assure à l'opérateur une plus grande sécurité, surtout en cas d'utilisation prolongée, car, comme on le sait, les paramètres de vibration et de force augmentent sensiblement en cas d'augmentation brusque de la pression dans le réseau. En cas d'utilisation de l'engin à percussion pendant de courtes durées, ou bien lorsque son utilisation n'a pas d'influence sur l'opérateur, il est rationnel d'utiliser un tiroir dont l'orifice d'étranglement est en communication permanente avec l'atmosphère. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si cellesci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. Engin pneumatique à percussion comprenant un corps creux dans la cavité duquel est monté un percuteur mobile en va-et-vient et agissant sur l'outil de travail de l'engin, ledit percuteur divisant ladite cavité en une chambre de course à vide et une chambre de course active communiquant à tour de rôle avec des canaux d'amenée d'air par l'intermédiaire d'une boite à air à tiroir et clapet montés près de celle des faces en bout du corps de l'engin qui est située du conté du canal d'amenée d'air dans la chambre de course active, de manière qu'ils puissent se déplacer suivant l'axe dudit corps, ainsi que des canaux d'échappement, caractérisé en ce que le tiroir est réalisé sous forme d'un boîtier dont le fond en forme de cône tronqué est orienté dans le sens opposé au percuteur, le clapet étant logé dans ce boîtier de manière à y former une chambre avec laquelle communique un canal d'étranglement pratiqué dans le corps du tiroir. 2. Engin pneumatique conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'un canal axial d'étranglement est pratiqué dans le fond du boîtier du tiroir et est mis en communication périodiquement avec l'orifice d'échappement de la chambre de course à vide et en ce que, dans le corps du clapet, est exécuté un trou borgne disposé coaxialement au canal d'étranglement, dont le diamètre est de plusieurs fois plus petit que le diamètre du trou borgne. 3. Engin pneumatique conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que la longueur du clapet est légèrement inférieure à la longueur de la partie intérieure du boîtier du tiroir, afin de fcrmer une chambre en communication constante avec l'atmosphère via le canal d'étranglement ménagé dans la paroi latérale du boîtier du tiroir.