Brevet FR2554380A3 — publié le 19850510

FR 2554380 A3 19850510 FR 8416770 A 19841102 - 1 - La présente invention se rapporte à un appareil à percussion comprenant un carter allongé à l'extrémité avant duquel au moins un outil en forme de tige fait saillie axialement, un porte-outil monté longitudinalement coulissant à l'intérieur de ce carter, un ressort pour presser élastiquement ce porte-outil contre une enclume cylindrique, un cylindre dont l'extrémité avant sert de butée arrière à cette enclume et est ouverte pour laisser passer axialement un piston libre monté dans ce cylindre et jouant le rôle d'organe de percussion et des moyens moteurs pour amorcer et entretenir une série de percussions à fréquence donnée dudit organe de percussion contre ladite enclume. On connaît déjà de tels appareils utilisés notamment avec un faisceau d'aiguilles pour le décapage de surfaces ou avec un burin. On a constaté depuis longtemps déjà que la régularité de la frappe du piston libre contre l'enclume s'améliore lorsque la masse de l'enclume diminue. Etant donné que l'enclume coulisse dans le carter allongé, il est nécessaire que la dimension axiale de cette enclume soit suffisante pour assurer son guidage. En outre, étant donné le coulissement alter- natif de l'enclume, sa surface cylindrique est soumise à un traitement de cémentation en vue de la durcir. On a proposé de ménager un perçage diamétral pour alléger l'enclume sans diminuer sa longueur afin de conserver la même surface de guidage. Un tel perçage nécessite une opération supplémentaire et augmente le prix de l'enclume. En outre, il ne permet qu'une faible diminution de masse de l'ordre de 25 %. Même avec les enclumes actuellement utilisées, on constate peu à peu une usure consécutive au glissement de l'enclume dans le carter, qui se manifeste par un gonflement du carter au niveau de l'enclume. Ce gon- flement, engendrant une augmentation du diamètre du carter, augmente le jeu à l'enclume et lui permet de se mettre de biais et d'abîmer finale- ment complètement le carter, mettant ainsi l'outil hors d'usage. Le but de la présente invention est d'apporter une solution qui permette de remédier au toins en partie aux deux inconvénients susmentionnés. A cet effet, la présente invention a pour objet un appareil à percus- sion ou la face cylindrique de l'enclume est constituée par une matière plastique entourant un cylindre de métal entre les faces d'extrémité -2 - 2554380 axiales duquel est ménagé un degagemoent annulaire remrrpli de cette ma- tière plastique, le volute ainsi occup par la iata-re.lastilque repre- sentant environ 50 % du volume total de l'enclume. Cette solution présente l'avantage d'alléger très sensiblement l'enclume sans réduire ni sa résistance au choc ni sa longueur et donc sa surface de guidage dans le carter et de reiplacer la surfa- ce de guidage métallique par un matériau plastique qui peut être choi- si parmi les matières plastiques auto-lubrifiantes. Compte tenu du fait que la surface cylindrique du cylindre métallique ne doit plus être cémentée, la solution proposée n'augmente pas le prix de l'en- clume, au contraire, puisque le moulage de la matière plastique se substitue à l'opération de perçage diamétral et à celle de cémenta- tion. L'allégement de l'enclume est en outre à peu près deux fois supérieur à celui obtenu par un perçage diamétral. La figure unique du dessin annexé illustre, schématiquement et à titre d'exemple, une forme d'exécution, vue en coupe axiale de l'ap- pareil à percussion, objet de l'invention. L'appareil illustré comporte un cylindre 1 dont l'extrnémité avant est ouverte et dont l'extrÉmité arrière est fermée par un bouchon obturateur 2 retenu en place par une bague élastique 3. Ce cylindre 1 conmporte deux compartiments 4 et 5. Un piston libre 6, présentant une section avant 6a de petit diamètre et une section 6b de grand diamètre, est monté coulissant à l'intérieur de ce cylindre. Il coamn- porte un conduit en T 7 présentant une partie axiale 7a s'étendant de la face arrière du piston libre 6 à une partie diamétrale 7b. Uhe lumière 8 met le compartiment 4 du cylindre 1 en communication avec un espace annulaire 9 ménagé entre le cylindre 1 et un carter 10 dans lequel ce cylindre est monté axialement coulissant. Cet espace an- nulaire est rendu étanche par deux joints annulaires 11 disposés dans le cylindre 1 de part et d'autre de cet espace annulaire 9. Une au- tre lumière 12 traverse la paroi du carter 10 et sert à faire ccm- muniquer l'espace annulaire 9 avec un conduit d'alimentation 13 tra- versant longitudinalement une poignée 14 fixée latéralement au car- ter 10 et donnant à l'appareil l'apparence d'un pistolet. Ce conduit d'alimentation 13 est destiné à être relié à une source d'air cam- primé (non représentée). Un levier 15 articulé autour d'un axe trans- versal 16 à la poignée 14 sert à comiander l'ouverture et la ferme- _3 2 2554380 ture d'une valve 17 contrôlant le conduit d'alimentation 13. L'extrnémité avant ouverte du cylindre 1 est en contact avec une enclume 18 contre la face avant de laquelle un porte-outil 19 est presse par un ressort 20 qui prend appui contre un rétrécissement 10a du diamètre du carter 10. Le porte-outil 19 porte un faisceau d'aiguilles 21 dont seule une aiguille est représentée, destinées au décapage de surfaces. les aiguilles 21 sont montées librement a travers le porte-outil 19 et présentent une tête 21a destinée à ve- nir en contact avec la face avant de l'enclume 18 lorsque l'outil est appliqué contre une surface à travailler. L'enclume 18 est constituée par un cylindre d'acier 23 entre les faces d'extrémité axiales duquel un dégagement annulaire 23a est ménagé. Ce cylindre d'acier 23 est entouré par de la matière plas- tique, de préférence du polyamide 6 dont la surface externe consti- tue la surface cylindrique de glissement 24 de cette enclume dans le carter 10. Cette surface de glissement 24 présente des rainures longitudinales 24a réeparties à sa périphérie pour permettre l'échap- pement de l'air du compartiment 4 lorsque celui-ci est relié au cons parti/ent 5 par le conduit en T 7. Le volume du polyamide formant la surface de glissement 24 et remplissant le dégagement annulaire 23a, y compris celui des rainures longitudinales 24a, est de l'or- dre de 50% du volume total de l'enclume. Coipte tenu des poids sé- cifiques respectifs de l'acier et du polyamide, l'allègement de l'en- clume est de l'ordre de 50% éegalement,pour une nme longueur de la surface de glissement 24. En outre, le fait que la surface de glis- sement soit en polyamide améliore le glissement de l'enclume et ré- duit les risques d'endcomagement du carter 10. Les essais de longue durée réalisés n'ont révélé aucune détérioration du carter. On a re- levé lors de ces essais une plus grande régularité de la frappe qui se manifeste par une quasi disparition des ratés. L'extrémité arrière du cylindre 1 est sollicitée par un ressort 22 comprime entre ce cylindre et l'extrémité arrière du carter 10. Lors de l'utilisation de l'appareil, on applique l'extrémité avant des aiguilles 21 contre la surface à travailler, de sorte que leurs têtes 21a viennent en contact avec la face avant de l'enclu- me 18. Suivant la pression exercée, le ressort 22 est plus ou moins comprimé. En ouvrant la valve 17 contrôlant le conduit d'alimenta- -4 - 2554380 tion 13 par dépression du levier 15 contre la poignée 14, l'air com- prime est amené dans le compartiment 4 du cylindre 1. Grâce au con- duit en T 7, cet air est amené entre la face arrière du piston li- bre 6 et l'extrémité arrière du coepartiment 4 dont le fond est cons- titué par le bouchon obturateur 2. Il s'ensuit un déplacement du pis- ton libre 6 vers l'avant en direction de l'enclume 18, contre la fa- ce arrière de laquelle ce piston vient frapper. Dans cette position, la partie arrière du compartiment 4 n'est plus en contact avec l'ali- mentation d'air sous pression, mais avec le compartiment 5 ouvert vers l'avant de sorte que l'air sous pression se trouvant dans la partie arrière du compartiment 4 s'échappe. Coemoe la partie avant de ce même compartiment 4, constituée par un espace annulaire mena- gé autour de la section avant de petit diamètre 6a du piston libre 6 reste en contact avec la source d'air sous pression, la pression s'élève dans cet espace annulaire et ramène le piston 6 en arrière, après quoi le cycle recommence. Des essais comparatifs de longue durée ont été réalisés, d'une part, avec un appareil classique muni d'une enclume entièrement en acier montée dans un carter dont la paroi a été durcie par cémenta- tion et lubrifiée avec un lubrifiant graphité et, d'autre part, avec un appareil muni d'une enclume conforme à la présente invention mon- tée dans un carter non cémenté. Avec l'appareil classique, au bout de 100 heures de fonction- nement, on constate un gonflement du carter au niveau de l'enclume, qui rend ce carter hors d'usage. Dans le cas de l'appareil selon l'in- vention, un fonctionnement de 1200 heures ne permet pas de relever la moindre trace de détérioration du carter, l'enclume ne présente pas d'usure apparente. Son allégement ne lui porte donc aucun pré- judice quant à sa durée de vie. Des diagrammes tracés à l'aide d'accélércmetres placés sur l'ap- pareil permettent d'enregistrer une plus grande régularité dans le cas de l'enclume allégée selon l'invention. On constate donc que l'allègement de l'enclume par un surmou- lage de matière plastique, qui constitue une mesure simple, entrat- ne une amélioration spectaculaire de la durée de vie du carter de l'appareil, tout en supprimant la nécessité de devoir cémenter ce carter. Par conséquent, si l'enclume nécessite une opération supplé- - 5 - mentaire de surmoulage du polyamide 6, la fabrication du carter non cémenté est sinplifiée, de sorte que l'on peut admettre que l'ami- lioration constatée n'entraîne pratiquement pas d'augmentation du coût de fabrication. Bien entendu, cette invention n'est pas limitée à la forme d'exé- cution décrite mais s'applique à n'importe quel type d'outil à per- cussion comprenant une enclume et au moins un outil destiné à être appliqué contre la face avant de cette enclume dont la face arrie- re est frappée par un piston libre. C'est ainsi que, de façon con- nue, le faisceau d'aiguilles peut être remplacé par un burin. -6 - REVENDICAT I ONS 1. Appareil à percussion comprenant un carter allongé à l'extrémité avant duquel au moins un outil en forme de tige fait saillie axialement, un porte-outil monté longitudinale- ment coulissant à l'intérieur de ce carter, un ressort pour presser élastiquement ce porte-outil contre une enclume cylin- drique, un cylindre dont l'extrémité avant sert de butée arrière à cette enclume et est ouverte pour laisser passer axialement un piston libre monté dans ce cylindre et jouant le rôle d'organe de percussion et des moyens moteurs pour amorcer et entretenir une série de percussions à fréquence donnée dudit organe de percussion contre ladite enclume, caractérisé par le fait que la face cylindrique de cette enclume (18) est constituée par une matière plastique entourant un cylindre de métal (28) entre les faces d'extrémité axiales duquel est ménagé un déga- gement annulaire (23a) rempli de ladite matière plastique, le volume ainsi occupé par cette matière plastique représentant environ 50 % du volume total de l'enclume. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite matière plastique est du polyamide 6.