Brevet FR2595972A2 — publié le 19870925

FR 2595972 A2 19870925 FR 8604302 A 19860318 Appareil à percussions. Le brevet principal concerne un procédé de commande du piston de frappe d'un appareil à percussions mû par un fluide incompressible sous pression et ur -appareil pour sa mise en oeuvre. Le procédé selon le brevet principal consiste à mesurer, lors de chaque impact du piston sur l'outil, le temps de séjour du piston à proximité de sa position théorique de frappe, puis à agir en fonction de ce temps sur des dispositifs de régulation de paramètres de percussions pilotables hydrauliquement, tels que vitesse d'impact ou fréquence de frappe du piston. Il est ainsi possible, pour les raisons indiquées au brevet principal, d'adapter les conditions de fonctionnement de l'appareil à la nature du terrain dans lequel sont générées les percussions. Le brevet principal concerne également un appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé, dont plusieurs variantes ont été décrites et revendiquées. La présente invention concerne une autre variante de cet appareil. Dans cet appareil comportant une chambre tampon délimitée par un tiroir coulissant permettant de créer dans celle-ci une pression constante, ladite chambre est en communication avec un canal débouchant à l'intérieur du cylindre contenant le piston de frappe, et communique également avec un canal sur lequel est disposé un organe de régulation du débit de fluide, constitué par une pompe volumétrique, avantageusement actionnée en synchronisme avec le piston de frappe. Suivant que le circuit secondaire est en communication avec le circuit d'alimentation en fluide sous haute pression, ou en communication avec le circuit de retour basse pression de l'appareil, l'organe de régulation du débit de fluide permet soit l'évacuation de fluide hors de la chambre tampon soit l'alimentation en fluide de la chambre tampon. L'organe de régulation assurant l'évacuation ou l'admission d'un volume déterminé de fluide, le tiroir coulissant délimitant pour partie la chambre tampon va se déplacer de façon différente si la quantité de fluide admise dans la chambre est différente, supérieure ou inférieure, de la quantité de fluide évacuée de la chambre. La position du tiroir, dépendant du temps de séjour du piston à proximité immédiate de l'outil, va influer sur le distributeur de commande réglant la vitesse de frappe du piston pour adapter celle-ci à la nature du sol. De toute façon l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé dont les figures 1 et 2 représentent deux formes d'exécution de cet appareil vu en coupe longitudinale. L'appareil représenté à la figure I comprend un piston 1 monté coulissant à l'intérieur d'une cavité cylindrique ménagée à l'intérieur d'un corps 2. Le piston I est soumis à des forces hydrauliques permettant son déplacement alternatif et la percussion de l'outil. Comme décrit au brevet principal un canal 12 est ménagé dans le corps 2, qui est équipé d'un gicleur 14 et qui débouche dans la portée 13 du cylindre servant au déplacement du piston. Ce canal 12 est mis en communication avec le fluide à la pression d'alimentation par l'intermédiaire d'une gorge 55 que comporte le piston 1. L'arête 16 délimitant une extrémité de la gorge 55 est positionnée de telle sorte que, lorsque le piston 1 se trouve à sa position théorique de frappe, l'orifice 80 au niveau duquel débouche le canal 12 soit entièrement dégagé et assure la mise en communication de ce canal avec la source d'alimentation en fluide sous pression. Le circuit primaire auquel est relié le canal 12 comporte une chambre tampon ou chambre de pilotage 51, ménagée dans un alésage 82 prolongé par un alésage 20 de plus faible section. A l'intérieur des alésages 82 et 20 est monté coulissant un tiroir 87, comportant deux parties de sections différentes, qui délimite pour partie la chambre 51, I'extrémité de la cavité opposée à la chambre 51 étant constituée par une chambre 52 reliée au circuit de retour basse pression de l'appareil. A l'intérieur du tiroir 87 est ménagée d'une part une gorge périphérique 40, susceptible d'être mise en communication avec un ou plusieurs d'une série de canaux 36-39 débouchant dans le cylindre dans lequel est monté coulissant le piston 13, et une chambre annulaire 84 alimentée par un canal 83 en fluide sous pression.La chambre annulaire 84 étant ménagée dans l'alésage 82 de grande section, la force exercée par le fluide sous pression sur le tiroir 87 tend à déplacer celui-ci dans un sens de diminution du volume de la chambre 51. La chambre 51 communique également par l'intermédiaire d'un canal 86 avec le circuit de retour basse pression, avec montage sur le canal 86 d'un organe 85 permettant l'écoulement régulé du liquide depuis la chambre 51 vers le circuit basse pression 50. Cet organe de régulation 85 est constitué par une pompe volume trique actionnée en synchronisme avec le piston de frappe 1. La gorge périphérique 40 ménagée dans le tiroir 87 communique également, comme indiqué au brevet principal, par l'intermédiaire d'un canal 34 avec une chambre de pilotage 33 du distributeur de commande 30 de l'appareil. Le tiroir 87 possède une position stable lorsque la quantité de fluide extraite, par cycle, de la chambre 51 par l'organe 85, est égale à la quantité de fluide injectée, par cycle, dans la chambre 51. Si le terrain rencontré par l'outil devient plus tendre, le temps de séjour du piston au contact de l'outil augmente, de même que le temps d'alimentation en fluide sous pression de la chambre 51 par le canal 12. La quantité de fluide alimentant la chambre 51 étant supérieure à celle évacuée par l'organe 85, le tiroir 87 se déplace dans un sens d'augmentation du volume de la chambre 51, le déplacement de ce tiroir se traduisant par une action sur le distributeur 30 qui va réduire la course de frappe du piston pour trouver une nouvelle position d'équilibre du tiroir 87, telle que la vitesse d'impact soit appropriée à la dureté du terrain. Au contraire, si le terrain devient plus dur, le temps de séjour du piston au contact de l'outil diminue, ce qui se traduit par une diminution du volume de fluide envoyé dans la chambre tampon 51, ce volume devenant alors inférieur au volume évacué par l'organe 85. Il en résulte un déplacement du tiroir 87 dans un sens de réduction du volume de la chambre 51 qui se traduit par une action sur le distributeur, de telle sorte que celui-ci augmente la course de frappe du piston pour trouver une nouvelle position d'équilibre du tiroir 87, telle que la nouvelle vitesse d'impact soit appropriée à la dureté du terrain. Il est à noter que l'équilibre du tiroir est obtenu sans ressort sous l'action d'une part de la pression de fluide à l'intérieur de la chambre tampon 51 et d'autre part de la pression d'alimentation à l'intérieur de la chambre annulaire 84. En outre, I'utilisation d'une pompe volumétrique comme organe 85 est avantageuse en ce sens qu'elle permet d'extraire, par cycle, toujours la même quantité de fluide, et ceci quelle que soit la fréquence de frappe de l'appareil. La figure 2 représente une variante de l'appareil de figure 1 dans laquelle les mêmes références désignent les mêmes organes que précédemment. Dans cette seconde forme d'exécution le circuit secondaire 61, en communication avec le circuit de retour basse pression 50 de l'apppareil, est momentanément relié au circuit primaire comprenant la chambre 51, par l'intermédiaire de la gorge 63 du piston I, lorsque ce dernier est en contact avec l'outil. Pour sa part la chambre tampon 51 est alimentée en fluide par l'intermédiaire du canal 86a sur lequel est monté un organe de régulation de débit 85a constitué par une pompe volumétrique actionnée en synchronisme avec le piston de frappe. En pratique le tiroir 87 occupe une position stable lorsque la quantité de fluide extraite par cycle de la chambre 51 à travers le canal 12, le gicleur 14, la chambre 63 et le canal 61, est égale à la quantité de fluide injectée dans la chambre 51 par le canal 86a et l'organe 85a. Si le terrain devient plus tendre la quantité de fluide extraite de la chambre 51 devient, compte tenu de l'augmentation du temps de séjour du piston 1 en position basse, plus importante que la quantité de fluide injectée par l'organe 85a. Il en résulte un déplacement du tiroir 87 dans un sens de réduction du volume de la chambre 51 sous l'action de la pression d'alimentation dans la chambre 84, qui se traduit par une action sur le distributeur de commande de l'appareil qui diminue la course de frappe du piston. Au contraire, si le terrain devient plus dur, la quantité de fluide extraite de la chambre 51, compte tenu du faible temps de séjour du piston au contact de l'outil, devient inférieure à la quantité de fluide admise par l'organe 85a. Le tiroir 87 se déplace alors dans un sens d'augmentation du volume de la chambre 51, agissant sur le distributeur 30 pour que celui-ci augmente la course de frappe du piston. Comme il va de soi l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution de cet appareil décrites ci-dessus à titre d'exemples ; elle en embrasse au contraire toutes les variants de réalisation. REVENDICATIONS 1. Appareil à percussions selon la revendication 2 du brevet principal, dans lequel une chambre tampon (51), délimitée par un tiroir coulissant permettant de créer une pression constante, est en communication avec un canal (12) débouchant à l'intérieur du cylindre contenant le piston de frappe, caractérisé en ce que la chambre tampon (51) communique en outre avec un canal sur lequel est disposé un organe (85) de régulation du débit de fluide, constitué par une pompe volumétrique. 2. Appareil à percussions selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de régulation du débit de fluide est constitué par une pompe volumétrique actionnée en synchronisme avec le piston de frappe. 3. Appareil à percussions selon l'une quelconque des revendications I et 2, caractérisé en ce que le circuit secondaire, en communication avec le circuit d'alimentation en fluide sous haute pression, est momentanément relié au circuit primaire, lorsque la gorge (55) ménagée dans le piston (1) se trouve en regard de l'orifice (80) du canal (12) débouchant dans le cylindre, et en ce que la chambre tampon (51) alimentée par ledit canal (12), est en communication avec le circuit de basse pression (50) par l'intermédiaire d'un canal d'évacuation de fluide (86) sur lequel est monté l'organe (85) de régulation du débit de fluide. 4. Appareil à percussions selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le circuit secondaire, en communication avec le circuit de retour basse pression (50) de l'appareil, est momentanément relié au circuit primaire, par l'intermédiaire de la gorge (63) du piston (1) lorsque ce dernier est en contact avec l'outil, et en ce que la chambre tampon (51) reliée au canal (12) est alimentée en- fluide à partir du circuit basse pression par l'intermédiaire de l'organe (85a) de régulation du débit de fluide. 5. Appareil à percussions selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le tiroir coulissant (87) délimitant pour partie la chambre tampon (51) comporte deux parties coaxiales, dont celle située du côté de la chambre tampon est de section supérieure à celle de l'autre partie, ce tiroir étant monté coulissant dans deux alésages coaxiaux (82, 20) de sections correspondant à celles des deux parties du tiroir, avec ménagement d'une chambre annulaire (84) entre le tiroir et l'alésage de grande section, en communication avec la source d'alimentation en fluide sous pression de l'appareil.