Brevet FR2692187A1 — publié le 19931217

i "Dispositif de maintien de l'outil d'un brise roche hydraulique". Les appareils à percussion mus par un fluide sous pression, communément appelés brise roche, sont des appareils de forte puissance et sont installés sur des engins porteurs Ils comprennent un corps, généralement composé de plusieurs parties assemblées par des vis ou tirants Ces parties peuvent être regroupées selon deux fonctions: la ou les parties supérieures du brise roche portent l'ensemble du mécanisme de frappe et en particulier le piston de frappe, la ou les parties inférieures portent, en particulier, l'outil destiné à transmettre les chocs à la roche Ces parties inférieures du corps sont généralement appelées guide-avant. Pour obtenir un bon fonctionnement du brise roche, le guide-avant doit assurer par rapport à l'outil un certain nombre de fonction: le guidage, c'est à dire maintenir la coaxialité entre le piston de frappe et l'outil, supporter les efforts en flexion induits par l'engin porteur. Cette fonction est généralement assurée par une portée haute de guidage et une portée basse de guidage, l'arrêt en rotation, par l'intermédiaire de pièces amovibles, généralement appelées clavettes, qui supportent le couple résistant engendré par l'enfoncement de l'outil dans le terrain, la retenue axiale de l'outil, lorsque celui-ci a tendance à s'échapper du guide-avant, fonction également assurée par les clavettes situées entre la portée haute de guidage et la portée basse. Les solutions connues pour assurer ces fonctions ont toutes des caractéristiques communes Le guidage de l'outil s'effectue sur des portées cylindriques, soit de mêmes diamètres, soit de diamètres différents L'arrêt en rotation et la retenue axiale de l'outil s'effectuent par une ou plusieurs clavettes amovibles, cylindriques ou à méplats. Compte tenu de l'importance des efforts exercés par l'engin porteur sur le brise roche, les pressions de contact engendrées entre l'outil et ses portées de guidage sont très élevées A cela, il faut ajouter que la lubrification de ce guidage ne peut être assurée que d'une façon très aléatoire. Ces conditions de montage et de fonctionnement conduisent à des grippages, des détériorations rapides des surfaces cylindriques en contact, à la diminution rapide de la qualité du guidage, et à l'endommagement des- clavettes et des portées de clavette. Ces inconvénients sont inhérents, d'une part, aux trop faibles surfaces réellement en contact entre l'outil et son guidage cylindrique, et, surfaces réellement en contact entre l'outil et son guidage cylindrique, et, d'autre part, à la double fonction des clavettes En effet, il est mécaniquement difficile de réaliser des clavettes amovibles de grande dimension qui puissent assurer, à la fois, la retenue axiale de l'outil et son arrêt en rotation, sur des surfaces larges, donc peu sollicitées. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en fournissant un dispositif de maintien de l'outil dans lequel le guidage de l'outil et son calage en rotation sont assurés par les mêmes pièces, alors que là o les clavettes n'assurent que la retenue axiale de l'outil. A cet effet, dans le dispositif selon l'invention, au moins l'un des moyens de guidage délimite une zone de guidage dont la courbe directrice comporte des points d'inflexion formant des angles de séparation entre facettes, zone coopérant avec une zone de section complémentaire ménagée au moins localement sur l'outil, pour caler en rotation cet outil. Grâce à cet agencement, les clavettes sont déchargées du calage en rotation de l'outil qui est assuré exclusivement par les deux zones de guidage ménagées dans l'un des moyens de guidage et sur l'outil, zones pouvant présenter des surfaces beaucoup plus grandes et plus aptes à résister aux efforts de torsion et de flexion. Dans une forme d'exécution de l'invention, la zone de guidage est délimitée par l'alésage d'une douille de guidage et comporte, au moins, deux paires de facettes actives opposées. Dans une autre forme d'exécution, la zone de guidage est délimitée par au moins deux paires opposées de plaquettes indépendantes, rapportées dans l'alésage du corps de guide et comportant chacune une facette active. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé, représentant à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs formes d'exécution de ce dispositif de guidage et de calage en rotation d'un outil de brise béton. Figure 1 est une vue en perspective d'une forme d'exécution d'un outil, Figures 2 et 3 sont des vues de côté en coupe transversale montrant l'outil de figure 2, respectivement, lorsqu'il est en position de travail, et lorsqu'il est en position de butée sur les clavettes lorsque l'appareil est soulevé, Figure 4 est une vue en coupe transversale suivant IV-IV de figure 2 montrant les moyens de guidage de l'outil de figure 1, Figures 5 et 6 sont des vues similaires à la figure 4 mais montrant deux autres formes d'exécution des moyens de guidage en forme de douille et de l'outil, Figures 7 à 12 sont des vues en coupe transversale, similaires à la figure 2, montrant d'autres formes d'exécution de l'outil et des moyens de guidage, et plus spécialement des moyens de guidage ayant recours à des plaquettes, Figure 13 est une vue partielle en coupe longitudinale montrant une autre forme d'exécution des moyens de guidage de l'outil, Figures 14 et 15 sont des vues en coupe transversale montrant, à échelle agrandie, l'application des moyens de guidage selon l'invention, à des guides avant existants et comportant un alésage cylindrique. Aux figures 2 et 3, la référence 2 désigne le guide avant comportant, de façon connue, des moyens de guidage supérieurs 3 et inférieurs 4, pour un outil 5 disposé coaxialement à un piston de frappe 6 L'outil 5 est retenu longitudinalement dans le guide avant 2 par deux clavettes transversales 7 traversant ce guide avant et coopérant chacune avec une face de butée 8 a faisant partie de deux encoches transversales 8 ménagées dans l'outil 5. Selon l'invention, dans la forme d'exécution représentée aux figures 1 à 6, le calage en rotation de l'outil 5 par rapport au guide avant 2 est assuré par deux moyens de guidage 3 et 4 qui comportent chacun une zone de guidage dont la courbe directrice comporte des points d'inflexion formant des angles 10 de séparation entre facettes 12, c'est à dire présente des formes non circulaires, polygonales, ou pseudopolygonales. Dans la forme d'exécution des figures 1 à 4, l'outil 5 présente une section transversale carrée et coopère avec des douilles 3 a et 4 a, constituant les moyens de guidage supérieurs ou inférieurs ayant également un alésage axial de section carrée. Dans la forme d'exécution représentée à la figure 5, l'outil 5 b comporte deux méplats 14 constituant les facettes 12 et coopèrent avec une douille 4 c de section interne similaire. A la figure 6, l'outil 5 c est muni, dans ses méplats 14, de deux facettes concaves 15 Cet outil coopère avec un alésage de même section que lui ménagé dans une douille 4 d portée par le guide avant 2. Lorsque le brise roche est en appui sur la roche, l'extrémité supérieure de l'outil vient en appui sur une face de butée Il ménagée dans le guide avant 2 pour limiter son engagement L'effort de flexion communiqué à l'outil est compensé par les forces de réaction s'exerçant sur les facettes 12 des moyens de guidage 3 a-3 b. La figure 2 montre que les jeux transversaux J 1-J 2 prévus entre l'outil et ses moyens de guidage 3 et 4, quelles que soient leurs formes de réalisation, sont inférieurs au jeu J ménagé entre les clavettes 7 et le fond des encoches 8, afin, qu'en aucun cas, l'outil ne puisse venir en contact avec les clavettes dans ses mouvements transversaux. Lorsque l'outil est engagé profondément dans le sol et qu'un couple résistant s'applique sur l'ensemble de la partie avant de l'appareil, l'outil est calé en rotation par ses larges facettes actives venant en contact avec les facettes en vis à vis des moyens de guidage 3 et 4 Le jeu J est également déterminé de manière que les clavettes 7 ne puissent pas venir en contact avec l'outil dans ses conditions de travail. La figure 3 montre que, lorsque l'outil n'est plus en appui, les clavettes de retenue 7 viennent en contact avec les faces de butée 8 a des encoches 8 et réalisent ainsi la retenue de l'outil dans le guide avant du brise roche. Les formes d'exécution représentées aux figures 7 à 12 se différencient des précédentes par le fait que chacun des moyens de guidage n'est pas constitué par une douille mais par au moins deux paires de plaquettes opposées , rapportées dans le guide avant 2 Ces plaquettes peuvent être réparties suivant les quatre côtés d'un carré ou d'un rectangle et peuvent comporter des faces actives planes comme montré en 21 aux figures 7 et 8, des faces actives concaves comme montré en 22 aux figures 9 et 10, ou concvexes comme montré en 23 aux figures 11 et 12 Leur face dorsale peut être plane ou convexe selon la forme de la face contre laquelle elles s'appuient. Dans toutes ces formes d'exécution, les plaquettes délimitent une zone de guidage dont la courbe directrice comporte des points d'inflexion délimitant des arêtes 10 et des facettes planes ou curvilignes Bien entendu, la section transversale de l'outil 5 est complémentaire de celle de la zone de guidage, comme déjà décrit dans les formes d'exécution précédentes. Dans la forme d'exécution représentée à la figure 13, seuls les moyens de guidage supérieurs 3 sont composés de plaquettes 20 délimitant une zone de guidage de section carrée, coopérant avec une zone carrée de l'outil, tandis que les moyens de guidage inférieurs 4 sont constitués par une douille 4 a comportant un alésage cylindrique Selon cette réalisation, l'outil 5 présente, en partie haute, une section polygonale carrée, et au-dessous des encoches 8, une section cylindrique. Les efforts dus au couple résistant sont donc repris par les plaquettes , tandis que le guidage de la partie basse de l'outil est assuré par la douille 4, et que la retenue axiale est assurée par les clavettes 7. Les mêmes résultats peuvent être obtenus dans une variante de réalisation de la figure 13, variante dans laquelle le calage en rotation de l'outil n'est pas assuré par les moyens de guidage supérieurs 3, mais par les moyens inférieurs 4. Les figures 14 et 15 montrent l'application du dispositif de guidage selon l'invention à un guide avant 2 comportant un alésage longitudinal de section circulaire 32. A la figure 14, chacune des plaquettes 33 comporte une face active plane 34 coopérant avec une face complémentaire de l'outil 5 et une face dorsale semicylindrique 36 s'adossant contre la paroi de l'alésage 32 La fixation des plaquettes est assurée par des vis radiales 36. Dans la forme d'exécution représentée à la figure 15, les plaquettes 38, de même type que celles 33 précitées, c'est à dire comportant une face active plane 34 et une face dorsale semicylindrique 35, sont munies sur leurs bords longitudinaux de faces pentues 39 destinées à coopérer avec des coins 40 s'insérant entre deux plaquettes successives Ces coins sont fixés par des vis 42 les tirant radialement vers l'extérieur Les plaquettes 38 sont ainsi bridées par leurs chants à l'intérieur de l'alésage cylindrique 32 du guide avant. Il est évident que le dispositif de guidage avec calage en rotation selon l'invention peut présenter toutes autres sections que celles décrites jusqu'ici, pourvu que la combinaison des facettes de l'outil avec celles du ou des moyens de guidage complémentaires, permette de reprendre le couple résistant sur de larges surfaces de portées. REVENDICATIONS 1 Dispositif de maintien de l'outil d'un brise roche hydraulique, du type dans lequel l'outil ( 5) est disposé coaxialement à un piston de frappe ( 6), est monté coulissant, avec interposition de moyens de guidage supérieurs ( 3) et inférieurs ( 4), dans un guide avant ( 2), et est limité dans sa course, respectivement, vers le haut, par une face de butée ( 11) du guide, et, vers le bas, par au moins une clavette transversale ( 7), disposée entre les moyens de guidage et formant également moyen de retenue axiale de cet outil dans le guide ( 2), caractérisé en ce que, au moins l'un des moyens de guidage ( 3-4) délimite une zone de guidage dont la courbe directrice comprend des points d'inflexion formant des angles ( 10) de séparation entre facettes ( 12), zone coopérant avec une zone de section complémentaire ménagée, au moins localement, sur l'outil ( 5) pour caler en rotation cet outil. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la zone de guidage est délimitée par l'alésage d'une douille de guidage ( 3 a-4 a) et comporte, au moins, deux paires de facettes actives et opposées ( 12). 3 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la zone de guidage est délimitée par au moins deux paires de plaquettes opposées ( 20-33- ) indépendantes, rapportées dans l'alésage du corps de guide et comportant, chacune, une facette active. 4 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la facette active ( 21-34) d'au moins deux plaquettes opposées ( 20-33-35) est plane. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la facette active ( 23) d'au moins deux plaquettes opposées ( 20) est convexe. 6 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la facette active ( 22) d'au moins deux plaquettes opposées ( 20) est concave. 7 Dispositif selon l'ensemble des revendications 1 et 3, et l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que chaque plaquette ( 20) comporte un dos plan d'appui contre une partie plane de l'alésage la recevant. 8 Dispositif selon l'ensemble des revendications 1 et 3, et l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que chaque plaquette ( 33-38) comporte un dos convexe ( 35) d'appui contre la paroi cylindrique de l'alésage ( 32) du guide avant ( 2).