Brevet FR2459925A1 — publié le 19810116

- 1 - L'invention concerne un dispositif d'étanchéité comportant un joint annulaire disposé entre un tube de lavage destiné & un fluide de lavage et relié au corps d'un appareil à percussion et une paroi d'un canal de lavage logeant l'extrémité libre du tube de lavage et appartenant & l'extrémité d'insertion d'un outil travaillant par percussion, qui peut être introduite dans l'appareil à percussion. Dans un dispositif d'étanchéité connu de ce genre (DE-OS 2 520 323), un joint annulaire est fixé en direction axiale dans une gorge annulaire de la paroi du canal de lavage et assure d'une part l'étanchéité de l'extrémité d'insertion vis-à-vis du tube de lavage et d'autre part le guidage du tube de lavage relativement à l'extrémité d'insertion. Le tube de lavage passe avec espacement radial & travers un alésage longitudinal centré d'un piston de travail entratnant par percussion l'extrémité d'insertion et il est fixé de façon étanche au Colps de l'appareil à percussion. Le fluide de lavage à envisager peut être l'air comprimé ou l'eau. Le tube de lavage n'est jamais idéalement rectiligne. En outre, par destination, il a un jeu plus ou moins grand relativement au piston de travail et à la paroi du canal de lavage de l'extrémité d'insertion. A part son serrage sur le corps de l'appareil à percussion, le tube de lavage est en porte-à-faux et ne serait-ce qu'en vertu de son propre poidv il peut s'abaisser à son extrémité libre non enserrée. L'ensemble des conditions de construction a pour effet que le joint annulaire connu ne subit prati- quement jamais une charge symétrique et par suite, il existe un risque d'usure unilatérale. Ce risque est encore accru lorsqu'il s'agit d'une perceuse à percussion et donc lorsque, comme dans le DE-OS 2 520 323, l'extrémité d'insertion est entrainée non seulement par percussion mais en outre par rotation. En pareil cas, non seulement le joint annulaire subit des oscillations à une fréquence de 60 à 70 Hz par exemple mais en outre, l'extrémité d'insertion subit une - 2 - rotation relativement au tube de lavage qui ne suit pas la rotation. Il s'agit de charges superposées et compliquées, appliquées au joint annulaire et conduisant à une usure accrue. Un cas particulièrement désavantageux est celui o il se produit un coup à vide, au cours duquel la couronne de perçage frappe dans le vide et non dans la roche. Dans ce cas, l'extrémité d'insertion utilise tout son jeu longitudinal ou sa course longitudinale possible, de 25 à mm par exemple, et est projetée vers l'avant. L'extrémité postérieure de l'extrémité d'insertion risque d'entrer en contact destructeur avec le tube de lavage contre lequel s'applique normalement, dans le fonctionnement usuel de perçage avec percussion, le joint annulaire. Lors d'un coup à vide, le passage rapide du joint annulaire de sa position usuelle d'étanchéité à la nouvelle position a déjà pour effet d'appliquer une charge supplémentaire au joint annulaire. Si, dans un tel coup à vide, le siège normal d'étanchéité du joint annulaire sur le tube de lavage a été endommagé, le joint annulaire, en retournant sur ce siège, est détruit en très peu de temps. L'invention a pour but d'augmenter la longévité du joint annulaire. L'invention propose de résoudre ce problème en dispo- sant entre le tube de lavage et la paroi du canal de lavage un élément de guidage. L'élément de guidage peut être par exemple de forme annulaire. Grâce à cet élément de guidage, on épargne volontairement au joint annulaire le r8le qui consiste à assurer le guidage du tube de lavage relativement à l'extrémité d'insertion. Ainsi, le joint annulaire peut être conçu, de façon optimale, uniquement pour le rôle qui consiste à assurer l'étanchéité entre le tube de lavage et l'extrémité d'insertion. L'élément de guidage exclut tout dommage du tube de lavage en cas de coups à vide. En conséquence, la longévité du joint annulaire est notablement accrue. L'extrémité d'insertion peut par exemple faire partie - 3 - d'un trépan pour le fonctionnement en percussion pure, ou d'une tige monobloc, ou d'une tige de perçage de prolonge- ment pour le perçage avec percussion. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'élément de guidage est disposé entre le joint annulaire et l'extré- mité libre du tube de lavage. Une telle disposition facilite le montage de l'élément de guidage et du joint annulaire. L'élément de guidage est refroidi et lubrifié par le fluide de lavage. Selon un autre mode d'exécution de l'invention, l'élé- ment de guidage présente au moins deux organes de guidage coopérant avec le tube de lavage et définissant entre eux des perforations. En choisissant la grandeur de ces organes de guidage, on a la possibilité de régler avantageusement la grandeur de la surface de contact entre l'élément de guidage et le tube de lavage. Si l'élément de guidage est disposé entre le joint annulaire et l'extrémité libre du tube de lavage, les perforations permettent en outre au fluide de lavage d'accéder relativement sans obstacle au joint annulaire. En outre, le refroidissement et la lubri- fication de l'élément de guidage par le fluide de lavage sont facilités. Selon un autre mode d'exécution de l'invention, le joint annulaire et l'élément de guidage sont disposés dans une gorge annulaire commune, prévue dans l'extrémité d'insertion et élargissant le canal de lavage vers l'exté- rieur. Cela diminue la dépense de construction et facilite le montage de l'élément de guide et du joint annulaire tout en leur donnant une dimension suffisante. Selon un mode d'exécution, l'élément de guidage est formé de polytétrafluoréthylène. Cet élément de guidage offre de bonnes propriétés de glissement et d'usure. Selon un autre mode d'exécution de l'invention, l'élément de guidage est monté de façon coulissante aussi bien relativement à la paroi du canal de lavage que relativement au tube de lavage. Il Gn résulte de bonnes -4- propriétés d'usure de l'élément de guidage. Des modes de réalisation de l'invention seront décrits ci-après, à titre d'exemples non limitatifs, avec référence aux dessins annexés dans lesquels s La figure 1 est une coupe longitudinale d'une partie d'une perceuse à percussion sans extrémité d'insertion; La figure 2 est une coupe longitudinale partielle d'une extrémité d'insertion, sur laquelle le tube de lavage, l'élément de guidage et le joint annulaire sont agrandis relativement à la figure 1: et La figure 3 est une coupe transversale d'une extrémité d'insertion dont l'élément de guidage est modifié relative- ment à la figure 2. La figure 1 montre une perceuse à percussion 1 compor- tant un corps 2 dans lequel peut coulisser hydrauliquement un piston de travail 3 dont la moitié supérieure est représentée sur la figure 1 dans sa position de percussion, la plus avancée vers la gauche, et la moitié inférieure dans sa position de rétraction, la plus repoussée vers la droite. Le piston de travail 3 est entrainé hydrauliquement de manière en elle-même connue et renversé par un tiroir de distribution 4. A travers une perforation axiale 5 du piston de travail 3 passe, avec jeu radial, un tube de lavage 6, enserré dans le corps 2 par son extrémité située à droite sur la figure 1, o il est alimenté en agent de lavage, par exemple en air comprimé ou en eau. Une extrémité libre 7 du tube de lavage 6, située à gauche sur la figure 1, dépasse, vers la gauche de la figure 1, le piston de travail 3 dans toutes les positions de fonctionnement de celui-ci et pénètre dans un dispositif de logement 8 destiné à une extrémité d'insertion 9 (figures 2 et 3) d'une tige de perçage. Le dispositif de logement 8 présente une roue dentée 10 au moyen de laquelle on peut communiquer un mouvement de rotation à l'extrémité d'insertion, par l'intermédiaire d'ailettes 11 et 12 ou d'autres profils d'entraînement. La roue dentée 10 engrène avec un pignon 13 d'un moteur de perçage 14 assemblé par bride au c8té antérieur du corps 2. Selon la figure 2, l'entraînement de percussion est communiqué à l'extrémité d'insertion 9 de l'entralnement de percussion par le piston de travail 3, par l'intermé- diaire d'une surface frontale de percussion 15. L'extrémité d'insertion présente un canal de lavage 16 qui se prolonge jusqu'a un outil adjoint à l'extrémité gauche, non représen- tée sur la figure 2, de l'extrémité d'insertion 9. Dans une paroi 17 du canal de lavage 16 est pratiquée, au voisinage de la surface de percussion 15, une gorge annu- laire 18 qui élargit le canal de lavage 16 vers l'extérieur. Dans la gorge annulaire 18 sont disposés un élément de guidage annulaire 19 en polytétrafluoréthylène et un joint annulaire 20 sous forme de joint à deux lèvres, qui coopèrent chacun dans la région de la gorge annulaire 18 avec la paroi 17 du canal de lavage 16 et avec la surface extérieure du tube de lavage 6. L'élément de guidage 19 pourrait aussi être disposé, dans la gorge annulaire 18, à droite de la figure 2 et le joint annulaire 20 à gauche. La figure 3 montre un autre élément de guidage 21 qui coopère avec le tube de lavage 6 par des organes de guidage 22 à 24. Entre les organes de guidage 22 à 24, des perfo- rations 22 à 27 sont prévues dans l'élément de guidage 21. -6- REVENDICATIONS 1.- Dispositif d'étanchéité comportant un joint annulaire disposé entre un tube de lavage destiné à un fluide de lavage et relié au corps d'un appareil à percus- sion et une paroi d'un canal de lavage logeant l'extrémité libre du tube de lavage et appartenant & l'extrémité d'insertion d'un outil travaillant par percussion, qui peut être introduite dans l'appareil à percussion, dispositif caractérisé par le fait qu'entre le tube de lavage (6) et la paroi (17) du canal de lavage (16) est disposé un élément de guidage (19i 21). 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'élément de guidage (19; 21) est disposé entre le joint annulaire (20) et l'extrémité libre (7) du tube de lavage (6). 3.- Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que l'élément de guidage (21) présente au moins deux organes de guidage (22 à 24) coopérant avec le tube de lavage eux des perforations (25 à 27). 4.- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le joint annulaire (20) et l'élément de guidage (19; 21) sont disposés dans une gorge annulaire commune (18) prévue dans l'extrémité d'insertion (9) et élargissant le canal de lavage (16) vers l'extérieur. 5.- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que l'élément de guidage (19; 21) est formé de polytétrafluoréthylène. 6.- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que l'élément de guidage (19, 21) est monté de façon coulissante aussi bien relativement à la paroi (17) du canal de lavage (16) que relativement au tube de lavage (6).