Brevet FR2730947A1 — publié le 19960830

" Visseuse à impulsion " Etat de la technique. L'invention concerne une visseuse à impulsion avec un arbre d'entrée qui peut être entraîné en rotation au moyen d'un moteur d'entraînement par l'intermédiaire d'un arbre d'entraînement, avec un arbre de sortie qui peut être relié à un porte-outil de façon solidaire en rotation, pour un outil de vissage, et avec une percussion hydrauli- que à impulsion au moyen de laquelle on accouple l'arbre d'entrée à l'arbre de sortie, et qui présente un corps de rotation dans lequel glisse au moins un piston alternatif qui, lors d'une rotation relative de l'arbre d'entrée par rapport à l'arbre de sortie, exécute un mouvement alterna- tif forcé grâce à quoi un agent de pression se trouvant dans une chambre de pression du corps de rotation, peut être mis en pression par au moins un piston alternatif. A partir du document EP-631 851 A1, on connaît déjà un système à percussion pour une visseuse à impulsion, qui présente un piston alternatif, lequel exécute de façon obligatoire un mouvement alternatif dans le cas d'une rota- tion relative d'un arbre d'entrée et d'un arbre de sortie de percussion l'un par rapport à l'autre, une chambre de pression remplie d'huile hydraulique étant mise en pres- sion. La chambre de pression de percussion est, dans le cas de cette visseuse à impulsion, reliée en permanence au moyen d'un canal de trop plein à section transversale ré- glable, avec une chambre basse pression. Si la section transversale du canal de trop-plein est réglée de façon trop petite, on peut en arriver au blocage de la percussion pendant le mouvement du piston alternatif. Si la section transversale est choisie trop grande, il ne peut pas s'éta- blir une pression suffisante. Le piston alternatif met en pression la chambre de pression sur toute l'étendue de la course, ce qui exige une puissance d'entraînement relative- ment élevée pour produire un moment angulaire cinétique dé- terminé. Dans la demande de brevet, non prépubliée, DE- 43 43 582.3, il a déjà été proposé de munir un piston al- ternatif et un corps de rotation recevant celui-ci, de blocs d'étanchéité qui viennent en recouvrement les uns avec les autres quand le mouvement alternatif du piston augmente, et de rendre ensuite brusquement étanche un canal de trop-plein de la chambre de pression. C'est seulement quand le système est en position d'étanchéité qu'on met l'agent de pression sous pression, de telle sorte que l'on n'ait pas à parcourir la totalité de la course du piston sous pression. Dans ce cas la distance d'étanchéité à par- courir est cependant fonction de la largeur des blocs d'étanchéité. Pour obtenir une puissance optimale de la percussion, il peut être nécessaire d'organiser une durée d'impulsion aussi courte que possible, de telle sorte que la ligne de transmission ne soit pas freinée de façon ex- cessive. On peut réaliser une courte durée d'impulsion de ce type par exemple au moyen d'un trajet d'étanchéité aussi court que possible. Pour cela on doit constituer les blocs d'étanchéité de façon mince en conséquence, ce qui bute très vite sur des limites mécaniques propres aux techniques de fabrication. - Avantages de l'invention. Pour éviter les inconvénients ci-dessus, la visseuse à impulsion selon l'invention est caractérisée en ce que le piston alternatif est pourvu d'au moins deux blocs d'étanchéité, dont respectivement l'un, le bloc d'étanchéité forme avec une saillie d'étanchéité fixée sur le corps de rotation et s'étendant de façon limitée en di- rection de la course du piston, une paire de joints d'étan- chéité, les paires de joints d'étanchéité, vues en direction du piston alternatif, sont disposées de façon dé- calée l'une par rapport à l'autre d'une manière telle qu'elles se trouvent complètement en regard l'une de l'au- tre respectivement dans les positions décalées du piston alternatif, et en ce que, dans une zone déterminée de la position de course du piston, la chambre de pression est rendue étanche par un recouvrement radial de tous les blocs d'étanchéité avec toutes les saillies d'étanchéité corres- pondantes. La visseuse à impulsion a l'avantage que le trajet d'étanchéité et, de cette façon aussi, la durée d'impulsion peuvent être réglés à volonté de façon plus pe- tite indépendamment de la largeur des blocs d'étanchéité. De cette manière on peut obtenir une puissance optimale des gaz d'échappement du moteur d'entraînement de telle sorte que par exemple dans le cas de visseuses entraînées par un accumulateur, on peut atteindre un nombre accru de vissages par charge de l'accumulateur. Suivant d'autres caractéristiques de l'inven- tion: - les blocs d'étanchéité sont constitués sur un pourtour extérieur du piston alternatif, et les saillies d'étanchéité sont constituées sur une paroi intérieure du corps de rotation en forme de blocs; - les blocs d'étanchéité et les saillies d'étanchéité sont disposées respectivement de façon à se faire diamétralement vis-à-vis les uns les autres; - vues en direction du piston alternatif, les saillies d'étanchéité se trouvent à la même hauteur, tandis que les blocs d'étanchéité sont disposés de façon décalée axialement l'un par rapport à l'autre de telle sorte qu'un premier bloc d'étanchéité se trouve plus près d'une extré- mité, située du côté de la chambre de pression du piston alternatif, qu'un deuxième bloc d'étanchéité. - la distance entre une arête d'étanchéité in- férieure du premier bloc d'étanchéité et une arête supé- rieure d'étanchéité du second bloc d'étanchéité, n'est pas plus grande qu'une distance entre une arête d'étanchéité supérieure d'une première saillie d'étanchéité et une arête inférieure d'étanchéité d'une seconde saillie d'étanchéité. Dessins. La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation représenté sur les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 montre une coupe à travers une visseuse à im- pulsion, - les figures 2 à 4 représentent respectivement une vue schématique d'une percussion à impulsion dans différentes positions de percussion, et -la figure 5 montre une coupe à travers la percussion se- lon la ligne V-V de la figure 2. Description des exemples de réalisation. Une visseuse à impulsion désignée sur la figure 1 par la référence 10, comporte un carter 11 dans lequel est logé un moteur d'entraînement 12. Un arbre d'entraîne- ment 13 du moteur 12 est accouplé, au moyen d'un pignon 14 et d'une transmission 15, à un arbre d'entraînement 16 d'une percussion à impulsion 17, de façon solidaire en ro- tation. La percussion à impulsion 17 présente d'autre part un arbre de sortie 18 qui fait saillie par son extrémité située à l'opposé de la percussion à impulsion 17, hors du carter 11 de la visseuse à impulsion 10 et porte à cet en- droit un porte-outil 19 pour un outil de vissage non repré- senté plus en détail. Le moteur d'entraînement 12 est constitué par un moteur électrique, en particulier un moteur à commuta- tion électronique, et peut être alimenté au moyen de lignes électriques de raccordement 20, 21. Le carter 11 forme une poignée 23 qui va en s'écartant à peu près radialement d'un axe d'entraînement 22. Dans la poignée 23 on a logé un bou- ton poussoir 24 au moyen duquel le moteur d'entraînement 12 peut être branché ou débranché par l'intermédiaire d'un dispositif de commutation 25. A l'extrémité de la poignée 23 située à l'opposé du moteur d'entraînement 12 se trouve un accumulateur 26 qui alimente le moteur d'entraînement 12 en énergie électrique d'entraînement et est relié au moyen de lignes électriques de raccordement, non représentées plus en détail, au moteur d'entraînement 12 ou au disposi- tif de commutation 25. L'arbre d'entrée 16 de la percussion 17 forme un corps de rotation 30 à peu près cylindrique, qui est pourvu d'un alésage radial 32 pour recevoir un piston al- ternatif 33. Le piston alternatif 33 a, de son côté, un alésage axial de passage 34 qui est percé à partir de l'ar- bre de sortie 18. A l'intérieur du corps de rotation 30 on a constitué une chambre haute pression 35 et une chambre basse pression 36. L'intérieur du corps de rotation 30 est rempli d'un agent de transmission de pression, par exemple de l'huile hydraulique. On a fermé l'intérieur du corps de rotation 32 de façon étanche vers l'extérieur, par un cou- vercle 38 sur une ouverture de l'alésage radial 32 et par des moyens d'étanchéité 39 sur l'arbre de sortie 18. Entre le piston alternatif 33 et l'arbre de sortie 18 il y a une liaison opérationnelle au moyen d'une commande à cames 40. Quand le moteur d'entraînement 12 est en fonc- tionnement, l'arbre d'entrée 16 et, de cette façon, le corps de rotation 10 sont entraînés en rotation par l'in- termédiaire de la surmultiplication 15. Dans ce cas l'arbre de sortie 18 est entraîné en rotation du fait des forces de frottement. Dès qu'un couple de vissage prélevé sur le porte-outil 19 dépasse le couple de friction, on peut faire tourner l'arbre de sortie 18 et l'arbre d'entrée 16 ou le corps de rotation 30 l'un contre l'autre. L'arbre de sortie 18 qui est relié à l'outil de vissage tourne alors plus lentement que le corps de rotation 30 avec le piston alter- natif 33, lequel tourne par exemple en direction de la flè- che 50 (figure 2). Comme cela ressort de la figure 2, la commande à cames 40 consiste en une came de commande 51 qui est re- liée solidairement à l'arbre de sortie 18, et en une courbe de commande 52 qui est disposée à l'intérieur de l'alésage de passage 34 sur le piston alternatif 33. La courbe de commande 52 est constituée de telle façon que la came de commande 51 provoque à chaque tour complet relatif de l'ar- bre de sortie 18 par rapport au piston alternatif 33, un coulissement de celui-ci dans le sens d'une diminution du volume de la chambre haute pression 35. Dans ce cas, il ne s'établit d'abord pas de pression dans la chambre haute pression 35, car le fluide sous pression peut s'écouler via les orifices d'équilibrage de pression 53, 54, dans le sens des flèches 55, 56, vers la chambre basse pression 36. Sur un pourtour extérieur 37 du piston alterna- tif 33, on dispose des blocs d'étanchéité 57, 58 qui for- ment avec des saillies d'étanchéité 59, 60 également en forme de blocs, constituées sur le corps de rotation 30, des paires de joints d'étanchéité 57, 59 ou 58, 60. Les paires de joints d'étanchéité 57, 59; 58, 60 sont dans ce cas disposées de façon décalée l'une par rapport à l'autre, ou en direction de la course du piston alternatif 33. Res- pectivement vu en direction de la course du piston alterna- tif 33, un premier bloc d'étanchéité 57 se trouve plus près d'une extrémité 62, située du côté de la chambre de pres- sion du piston alternatif 33 qu'un second bloc d'étanchéité 58; en revanche, les saillies d'étanchéité 59, 60 se trou- vant à la même hauteur. De cette manière les paires de joints d'étanchéité 57, 59; 58, 60 atteignent leur posi- tion respective d'étanchéité dans des positions décalées l'une par rapport à l'autre du piston alternatif 33. De fa- çon correspondante les paires de joints d'étanchéité 57, 59; 58, 60 se trouvent dans des positions décalées l'une par rapport à l'autre du piston alternatif 33 respective- ment complètement en regard. La percussion à impulsion 17 atteint seulement ensuite sa position de percussion, quand la chambre haute pression 35 est complètement rendue étanche, donc quand les deux paires de joints d'étanchéité 57, 59; 58, 60 prennent leur position de fermeture, ce que l'on a représenté sur la figure 3. Dans la position du piston alternatif 33 repré- sentée sur cette figure, une première paire de joints d'étanchéité 57, 59 se trouve placée peu avant d'avoir quitté sa position d'étanchéité, et une seconde paire de joints d'étanchéité 58, 60 a atteint également ainsi sa po- sition d'étanchéité. La chambre de pression 35 est en con- séquence rendue étanche et l'agent de pression est mis en pression en faisant davantage coulisser le piston alterna- tif. Comme l'agent de pression, par exemple de l'huile hy- draulique, est presque incompressible, il s'établit alors dans la percussion 17 une résistance très élevée à la pres- sion de telle sorte que, par suite de la masse en rotation du corps 30, un moment angulaire cinétique est transmis à l'arbre de sortie 18. Pour éviter un blocage de la percus- sion à impulsion 17, la chambre haute pression 35 peut être reliée en plus, au moyen d'une conduite d'équilibrage de pression non représentée plus en détail et par une résis- tance d'étranglement variable, à la chambre basse pression 36. Sur la figure 4 on a représenté une position suivante de la course du piston dans laquelle la première paire de joints d'étanchéité 57, 59 est à nouveau ouverte, de telle sorte qu'il est possible d'avoir conformément à une flèche 61, un équilibrage de la pression entre la cham- bre haute pression 35 et la chambre basse pression 36, bien que la seconde paire de joints d'étanchéité 58, 60 se trouve encore dans sa position d'étanchéité. En choisissant la distance axiale et l'épaisseur des paires de joints d'étanchéité décalées l'une par rapport à l'autre 57, 59; 58, 60, on peut déterminer la zone de positions de la course dans laquelle les paires de joints d'étanchéité 57, 59; 58, 60 rendent étanche la chambre de pression 35. Cette zone de positions de la course peut être désignée aussi comme la distance d'étanchéité ou - par référence à la rotation relative de la came de commande 18 par rapport au corps de rotation 30 - comme l'angle d'étanchéité. Dans ce cas il est déterminant que la distance A entre une arête inférieure d'étanchéité 63 du premier bloc d'étanchéité 57 et une arête supérieure d'étanchéité 64 du second bloc d'étanchéité 58, ne soit pas plus grande que la distance B entre une arête supérieure d'étanchéité 66 de la première saillie d'étanchéité 59 et une arête inférieure d'étanchéi- té 67 de la seconde saillie d'étanchéité 60. Sur la figure 3 on a représenté un cas limite dans lequel la distance d'étanchéité est presque égale à zéro, c'est-à-dire que l'on a A - B. Les saillies d'étan- chéité 59, 60 sont dans ce cas disposées à la même hauteur, en se faisant mutuellement vis-à-vis, sur la paroi inté- rieure du corps de rotation 30. Les blocs d'étanchéité 57, 58 se trouvent également diamétralement opposés l'un à l'autre et sont décalés l'un par rapport à l'autre ou en direction de la course. Si les blocs d'étanchéité 57, 58 sont davantage décalés, en direction de la course, l'un par rapport à l'autre qu'on ne l'a représenté sur la figure 3, c'est-à-dire si A est plus grand que B, il n'est pas possi- ble d'avoir une fermeture simultanée des deux paires de joints d'étanchéité. Inversement on ne peut pas, par une diminution de la distance A des arêtes d'étanchéité 63, 64 des blocs d'étanchéité 57, 58 ou une augmentation de la distance B entre l'arête supérieure d'étanchéité 66 de la première saillie d'étanchéité 59 et l'arête inférieure d'étanchéité 67 de la seconde saillie d'étanchéité 60, aug- menter en conséquence la distance d'étanchéité ou l'angle d'étanchéité. La vue de dessus, représentée à la figure 5, de la face frontale du piston alternatif 33 met en évidence la forme circulaire prépondérante du piston alternatif 33 qui présente, uniquement sur sa face tournée vers l'ouverture d'équilibrage de pression 54, un appendice 65 en forme de gradin. Les orifices d'équilibrage de pression 53, 54 sont évidés à peu près comme des faucilles à partir d'une paroi interne 38 du corps de rotation 30. Ces évidements n'exis- tent toutefois pas à la hauteur des saillies d'étanchéité 59, 60 (indiquées en tirets sur la figure 5) de telle sorte qu'à cet endroit la paroi intérieure du corps de rotation a une section transversale à peu près cylindrique. R E V E N D I CATIONS 1- Visseuse à impulsion avec un arbre d'entrée (16) qui peut être entraîné en rotation au moyen d'un mo- teur d'entraînement (12) par l'intermédiaire d'un arbre d'entraînement (13), avec un arbre de sortie (18) qui peut être relié à un porte-outil (19) de façon solidaire en ro- tation, pour un outil de vissage, et avec une percussion hydraulique à impulsion (17) au moyen de laquelle on accou- ple l'arbre d'entrée (16) à l'arbre de sortie (18), et qui présente un corps de rotation (30) dans lequel glisse au moins un piston alternatif (33) qui, lors d'une rotation relative de l'arbre d'entrée (16) par rapport à l'arbre de sortie (18), exécute un mouvement alternatif forcé grâce à quoi un agent de pression se trouvant dans une chambre de pression (35) du corps de rotation (30), peut être mis en pression par au moins un piston alternatif (33), visseuse à impulsion caractérisée en ce que le piston alternatif (33) est pourvu d'au moins deux blocs d'étanchéité (57, 58), dont respectivement l'un, le bloc d'étanchéité (57, 58) forme avec une saillie d'étanchéité (59, 60) fixée sur le corps de rotation (30) et s'étendant de façon limitée en direction de la course du piston, une paire de joints d'étanchéité (57, 59; 58, 60), les paires de joints d'étanchéité (57, 59; 58, 60), vues en direction du piston alternatif (33), sont disposées de façon décalée l'une par rapport à l'autre d'une manière telle qu'elles se trouvent complètement en regard l'une de l'autre respectivement dans les positions décalées du piston alternatif (33), et en ce que, dans une zone déterminée de la position de course du piston, la chambre de pression (35) est rendue étanche par un recouvrement radial de tous les blocs d'étanchéité (57, 58) avec toutes les saillies d'étanchéité correspondantes (59, 60). 2- Visseuse à impulsion selon la revendication 1, caractérisée en ce que les blocs d'étanchéité (57, 58) sont constitués sur un pourtour extérieur (37) du piston alter- natif (33), et les saillies d'étanchéité (59, 60) sont constituées sur une paroi intérieure (38) du corps de rota- tion (30) en forme de blocs. 3- Visseuse à impulsion selon la revendication 2, caractérisée en ce que les blocs d'étanchéité (57, 58) et les saillies d'étanchéité (59, 60) sont disposées respecti- vement de façon à se faire diamétralement vis-à-vis les uns les autres. 4- Visseuse à impulsion selon l'une des revendica- tions précédentes, caractérisée en ce que vues en direction du piston alternatif (33), les saillies d'étanchéité (59, ) se trouvent à la même hauteur, tandis que les blocs d'étanchéité (57, 58) sont disposés de façon décalée axia- lement l'un par rapport à l'autre de telle sorte qu'un pre- mier bloc d'étanchéité (57) se trouve plus près d'une extrémité (62), située du côté de la chambre de pression du piston alternatif (33), qu'un deuxième bloc d'étanchéité (58). 5- Visseuse à impulsion selon la revendication 4, caractérisée en ce que la distance (A) entre une arête d'étanchéité inférieure (63) du premier bloc d'étanchéité (57) et une arête supérieure d'étanchéité (64) du second bloc d'étanchéité (58), n'est pas plus grande qu'une dis- tance (B) entre une arête d'étanchéité supérieure (66) d'une première saillie d'étanchéité (59) et une arête infé- rieure d'étanchéité (67) d'une seconde saillie d'étanchéité (60).