Brevet FR2727341A1 — publié le 19960531

" Marteau foreur et/ou marteau à percussion, o l'excentricité agissant sur l'organe d'entraînement est réglable entre zéro et une valeur maximale ". Etat de la technique L'invention concerne un marteau foreur et/ou un marteau à percussion avec une percussion, dont le percuteur coopère avec un organe d'attaque qui peut basculer autour d'un axe de basculement d'une façon telle que le percuteur soit accéléré à peu près dans son sens axial et arrive di- rectement ou indirectement de façon périodique axialement sur la tige d'un outil, l'organe d'attaque étant entraîné selon un mouvement de va et vient par un organe d'entraîne- ment qui est de son côté mis en rotation par un mécanisme d'entraînement au moyen d'un arbre, l'organe d'entraînement présentant des parties d'un excentrique qui viennent en prise l'une dans l'autre et qui peuvent coulisser axiale- ment l'une par rapport à l'autre de telle façon que l'ex- centricité agissant sur l'organe d'attaque de l'organe d'entraînement par rapport à l'arbre puisse être réglée en- tre zéro et une valeur maximale. On connaît déjà par le document DE-42 31 986 Al un appareil dans le cas duquel après la mise en route du moteur, la percussion est mise en marche en pressant l'ou- til sur un endroit à traiter. Dans ce cas il est prévu un embrayage réglable à excentrique, dont on peut faire varier l'excentricité de zéro jusqu'à une valeur maximale en fai- sant coulisser ou en faisant coulisser et tourner de façon combinée une partie extérieure de l'excentrique par rapport à une partie intérieure de l'excentrique. Grâce au fait que les parties restent constamment en prise l'une avec l'au- tre, les processus d'embrayage ont lieu sans bruit et sans usure. Les forces de réaction de la percussion sur l'em- brayage à excentrique et les forces d'inertie agissent de telle manière que le passage de l'embrayage à la position maximale est soutenu. La force du ressort de rappel pour rappeler à la position de marche à vide (excentricité nulle) ou pour maintenir l'appareil dans une position avec une excentricité déterminée doit être assez grande pour que l'embrayage ne se déplace pas automatiquement dans le sens de l'excentricité maximale. L'inconvénient est que soit cette force de ressort doit être très élevée, ce qui a pour effet d'augmenter la force que l'utilisateur doit exercer pour presser l'appareil, soit que la force du ressort est trop faible, ce qui conduit à avoir un comportement défavo- rable de l'appareil à marche à vide, au cours duquel l'em- brayage à excentrique se déplace automatiquement dans le sens d'une excentricité croissante. Avantages de l'invention Le marteau de forage et/ou le marteau à percus- sion caractérisé en ce que la partie intérieure de l'excen- trique peut coulisser axialement par rapport à l'arbre et que la partie extérieure de l'excentrique est maintenue sans pouvoir coulisser axialement par rapport à l'arbre. Le marteau de forage et/ou le marteau à percus- sion a par rapport à l'état de la technique l'avantage que la force de pression que doit exercer l'utilisateur pour faire passer l'embrayage à la position maximale reste fai- ble et que le comportement de l'appareil à marche à vide est amélioré. Grâce au fait qu'il n'y a que la plus petite partie de l'excentrique, la partie intérieure, qui coulisse axialement, les masses, qui ont tendance à déplacer l'em- brayage dans le sens de la position maximale, sont plus pe- tites. Grâce à la fixation axiale de la partie extérieure de l'excentrique par rapport à l'arbre les forces de réac- tion de la percussion, qui se produisent obligatoirement quand la percussion est en fonctionnement sont absorbées par la partie extérieure de l'excentrique et l'arbre et en conséquence ne conduisent pas à un déplacement de l'em- brayage. En outre, la distance du point d'articulation en- tre l'organe d'attaque et l'organe d'entraînement, par rapport à l'axe de basculement demeure constante, grâce à quoi l'on a une transmission régulière des forces entre l'embrayage à excentrique et la percussion. Suivant d'autres caractéristiques de l'inven- tion: - les deux parties de l'excentrique sont pourvues de surfa- ces annulaires entourant respectivement l'arbre, dispo- sées dissymétriquement par rapport à celui-ci parties qui sont en contact l'une avec l'autre, - les surfaces annulaires s'étendent obliquement par rap- port à la direction axiale de l'arbre, - les surfaces annulaires sont cylindriques, - la partie extérieure de l'excentrique est maintenue soli- daire en rotation par rapport à l'arbre, - la partie extérieure de l'excentrique est reliée à l'ar- bre au moyen d'au moins un entraîneur, - l'entraîneur est un axe qui est logé dans un alésage qui s'étend perpendiculairement à la direction axiale de l'arbre dans la partie extérieure de l'excentrique, - la partie intérieure de l'excentrique est guidée de façon à coulisser axialement sur l'entraîneur, - la partie intérieure de l'excentrique coopère par l'in- termédiaire d'au moins une fente, qui s'étend axialement, avec le/les entraîneur(s), - la partie extérieure de l'excentrique est bloquée contre toute rotation sur la partie intérieure de l'excentrique et la partie intérieure de l'excentrique est bloquée con- tre toute rotation sur l'arbre respectivement par des éléments à engagement positif, en particulier des clavet- tes parallèles fixées par vis ou des surfaces de contact profilées, - la partie extérieure de l'excentrique est soutenue au moyen d'éléments d'appui, en particulier de manchons axialement par rapport à l'arbre, - pour faire coulisser la partie intérieure de l'excentri- que on prévoit un organe de réglage qui coulisse axiale- ment par rapport à l'arbre, - l'organe de réglage est un manchon à collet, dont le col- let s'appuie sur une bague de roulement qui est en liai- son avec un porte-outil qui peut coulisser axialement sous l'effet d'une pression, et cela de préférence au moyen d'un roulement axial, - l'organe d'entraînement présente un manchon d'articula- tion, qui est monté de façon à pouvoir tourner sur la partie extérieure de l'excentrique, - l'on prévoit un roulement à billes pour monter de façon à ce qu'il puisse tourner le manchon d'articulation sur la partie extérieure de l'excentrique. On a un appareil particulièrement simple et économique en réalisant l'entraînement en rotation des par- ties à excentrique au moyen d'un axe, qui est logé dans un alésage, s'étendant perpendiculairement à la direction axiale de l'arbre et en ayant la partie intérieure de l'ex- centrique, qui présente une fente, qui s'étend axialement, par laquelle cette partie de l'excentrique est guidée sur l'axe. Quand il est prévu pour faire coulisser la partie intérieure de l'excentrique un organe de réglage qui cou- lisse axialement par rapport à l'arbre, il n'y a pas de frottement, grâce au fait que la partie intérieure de l'ex- centrique exécute un mouvement purement axial, entre l'or- gane de réglage et la partie intérieure de l'excentrique. Le montage rotatif de la douille d'articulation sur la par- tie extérieure de l'excentrique peut être réalisé sous la forme d'un roulement à billes. On peut se passer d'un sou- tien axial de la douille d'articulation, par exemple au moyen d'un collet ou d'un disque grâce à quoi on évite des pertes par frottement. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide de trois modes de réalisa- tion représentés sur les dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 montre une coupe longitudinale agrandie à travers un marteau de forage, la figure 2 montre un fragment de la figure 1 et de la figure 3, la partie intérieure de l'excentrique en vue de front de droite selon la figure 2, les figures 4 et 5 montrent respectivement un second et un troisième exemple de réalisation d'un embrayage à ex- centrique. Description des exemples de réalisation Sur la figure 1 on a représenté d'une façon fragmentale un marteau de forage 1 avec un carter 2 et un moteur se trouvant à l'arrière 3. Le moteur 3 entraîne, par l'intermédiaire d'un arbre 4, une percussion 5. Celle-ci présente un percuteur 6, qui agit par l'intermédiaire d'une bouterolle 7 sur un outil 9, logé dans un porte-outil 8. Le percuteur 6 est entraîné par un organe d'entraînement 11 rigide de ressort dans un mouvement de va et vient. Cet or- gane est monté de façon à pouvoir basculer par l'intermé- diaire d'un levier d'entraînement 15 autour d'un axe de basculement 12 et présente un autre levier 14 qui est cou- plé avec un organe d'entraînement 13. L'axe de basculement 12 s'étend perpendiculairement et de façon décalée par rap- port à l'axe du mouvement du percuteur 6. L'organe d'entraînement 13 consiste, comme on l'a représenté de façon agrandie à la figure 2, en une douille d'articulation 16, qui présente un prolongement 17 dirigé vers le bas, avec un passage 18. Le passage 18 est formé de telle façon que ses faces tournées vers le levier 17 soient constituées des deux côtés en forme de tronc de cône avec des surfaces elliptiques. Ceci conduit à ce que le levier 14 soit réalisé dans toutes les positions possi- bles de l'excentrique de l'organe d'entraînement 13 avec peu de jeu de façon à venir en contact en haut et en bas d'une manière idéale avec le passage 18. Les pièces capitales de l'entraînement sont deux parties d'un excentrique 20, 21 qui peuvent coulisser l'une par rapport à l'autre et qui reposent l'une sur l'au- tre ou viennent en prise l'une dans l'autre. Sur l'arbre 4 se trouve une partie intérieure d'excentrique 20. Cette partie présente une surface annulaire cylindrique 22, qui est inclinée obliquement par rapport à l'axe de l'arbre 4. Une partie extérieure de l'excentrique 21 repose par sa surface intérieure cylindrique annulaire 23 sur la surface annulaire 22. Sur le pourtour de la partie de l'excentrique 21, qui s'étend parallèlement à l'axe de l'arbre 4 on a monté de façon à pouvoir tourner, au moyen d'un roulement à billes 25, la douille d'articulation 16. Grâce à un axe 59, qui est inséré dans un alésage 62, qui va de bout en bout, et s'étend transversalement, de l'arbre 4 avec un siège coulissant, on relie la partie extérieure 21 de l'excentri- que, de façon axialement non coulissante et solidaire en rotation, mais toutefois mobile radialement, à l'arbre 4. L'axe 59 est fixé au moyen d'une bague de fixation 60 qui l'empêche de sortir et de tomber. La partie intérieure de l'excentrique 20 présente une fente radiale 24, qui est di- mensionnée de telle façon qu'elle vienne en prise des deux côtés avec l'axe 59 dans chaque position axiale de la par- tie intérieure de l'excentrique 20. Pour faire coulisser axialement la partie inté- rieure de l'excentrique 20 à l'encontre de la force d'un ressort 28, on a prévu sur l'arbre 4 un manchon à collet coulissant axialement 41 en tant qu'organe de réglage. Un tube de marteau 29 mobile, limité axialement, relié soli- dairement au porte-outil 8, porte une roue dentée 30, qui engrène avec une seconde roue dentée 31 montée sur l'arbre 4. Le tube de marteau 29 porte, en outre, un roulement axial 32 avec un disque 33, qui introduit le coulissement de la partie intérieure de l'excentrique 20 par la force de pression exercée par l'utilisateur de la machine, en fai- sant coulisser le manchon à collet 41 et de cette façon la partie intérieure de l'excentrique 20 vers l'arrière, donc sur la gauche sur les figures 1 et 2. La position finale est atteinte quand le manchon à collet 41 s'appuie sur la partie extérieure de l'excentrique 21 et de cette façon par l'intermédiaire de l'axe 59 sur l'arbre 4. On empêche un coulissement supplémentaire de la partie intérieure de l'excentrique 20 à l'encontre du ressort 28 sous l'action de forces de réaction, se produisant éventuellement, de la percussion grâce à la bague de sécurité 61 fixée sur l'ar- bre, bague sur laquelle s'appuie la partie intérieure de l'excentrique 20 par l'intermédiaire d'une rondelle 58. Dans le cas o un outil 9 est fermement pressé sur un endroit de traitement la partie intérieure de l'ex- centrique 20 se trouve dans la position représentée à la figure 2, dans laquelle on ne peut pas la faire coulisser davantage par rapport à la partie extérieure de l'excentri- que 21. L'excentricité totale de l'organe d'entraînement 13, provoquée par les deux parties 20 et 21 de l'excentri- que, a atteint alors sa valeur maximale. Le levier 14 de l'organe d'attaque 11 est déplacé en avant et en arrière avec une amplitude maximale. De cette façon le levier d'en- traînement 15 de l'organe d'attaque 11 agit sur la percus- sion 5, de telle façon que soit atteinte la force maximale de percussion. Dans le cas d'un outil 9 pressé moins fortement le ressort de compression 28 fait coulisser la partie inté- rieure de l'excentrique 20 axialement un peu vers la droite. Dans ce cas l'excentricité totale est réduite. Si l'outil 9 est complètement enlevé de la pièce à oeuvrer, la partie intérieure de l'excentrique 20 arrive alors dans sa position terminale antérieure, le fond de la fente radiale 24 venant en appui sur l'axe 59. Dans cette position que l'on n'a pas représentée sur les figures l'excentricité to- tale de l'organe d'entraînement est nulle et la percussion est ainsi débranchée. Le second exemple de réalisation selon la fi- gure 4 est construit en principe comme le premier. Les élé- ments constitutifs qui remplissent la même fonction sont désignés par des références numériques augmentées de 100. Les spécifications, dans la mesure o elles ne sont pas fournies ciaprès, sont à prendre dans le premier exemple de réalisation. Dans cet exemple de réalisation, selon la figure 4, les parties 120 et 121 de l'excentrique ainsi que la liaison par un axe par rapport à un plan perpendiculaire à l'arbre 104 s'étendant à travers le roulement à billes sont disposées de façon symétrique par rapport aux for- mes de réalisation de la bague de sécurité 61, comme celle qui était prévue dans l'exemple de réalisation selon les figures 1 à 3. Dans la position représentée à la figure 4, dans laquelle l'excentricité totale de l'organe d'entraîne- ment 113 est maximale, la partie intérieure 120 de l'excen- trique se trouve avec le fond de la fente radiale 124 sur l'axe 159. Le troisième exemple de réalisation selon la figure 5 est en principe construit comme les précédents. Les pièces constitutives qui remplissent la même fonction sont pourvues par rapport au premier exemple de réalisation de références numériques augmentées de 200 et des mêmes dé- signations. Les spécifications, dans la mesure o elles ne sont pas mentionnées ci-après, sont à prendre dans le pre- mier exemple de réalisation. La partie intérieure de l'excentrique 220 est fixée de façon axialement coulissante sur l'arbre 204 et est bloquée contre toute rotation réciproque par une cla- vette parallèle fixée par vis, non représentée, insérée dans des rainures longitudinales de l'arbre 204 et de la partie intérieure 220 de l'excentrique. De même les faces annulaires 222 et 223 présentent des rainures longitudina- les, dans lesquelles est inséré une clavette parallèle fixée par vis non représentée, qui assure une liaison soli- daire en rotation entre les parties 220 et 221 de l'excen- trique. Deux manchons 270 et 271, qui sont fixés axialement sur l'arbre 204, soutiennent axialement la partie exté- rieure 221 de l'excentrique. Le manchon 271 s'appuie à son tour sur la roue dentée 231 et présente dans son appendice des passages 272 pour l'extrémité du manchon à collet 241, à gauche sur la figure 5, qui est partagé dans cet exemple de réalisation en arrière. L'extrémité arrière du manchon à collet 241 est en contact avec la face frontale située du côté du collet de la partie intérieure de l'excentrique 220. Sur le côté du collet du manchon à collet 241, qui est situé à l'opposé des parties 220 et 221 de l'excentrique, on a prévu un rou- lement axial 232, qui est en contact avec interposition d'une rondelle 234, avec la rondelle de roulement 233. Dans le cas o l'outil est solidement pressé sur un endroit de traitement la partie arrière du manchon à collet 241 se trouve sur la partie extérieure de l'excen- trique 221 et la face frontale arrière de la partie inté- rieure 220 de l'excentrique s'appuie sur un appendice du manchon à collet 270 contre un coulissement axial supplé- mentaire. Dans le cas d'une force de pression se relâchant le ressort de compression 228 fait à nouveau coulisser la partie intérieure 220 de l'excentrique à la position zéro. L'invention ne se limite pas aux exemples de réalisation représentés. En particulier, il y a d'autres possibilités, pour entraîner les deux parties de l'excen- trique par l'arbre, que la liaison avec l'axe qui a été re- présentée ou la liaison avec la clavette parallèle fixée par vis, tel que par exemple une crémaillère. On peut pré- voir plusieurs axes répartis sur le pourtour, qui ne doi- vent pas traverser. La fixation de l'axe dans l'arbre peut avoir lieu d'une autre manière, par exemple par enfoncement à la presse. Les surfaces annulaires peuvent être en dehors de la forme cylindrique aussi de forme non ronde, par exem- ple polygonale ou équipées d'un autre profil. Dans ce cas les rainures longitudinales dans les faces annulaires sont superflues. Les ressorts de compression 28, 128 peuvent s'appuyer aussi directement sur la partie intérieure 20, de l'excentrique. Au lieu de la bague de sécurité 61 on peut prévoir sur l'arbre 4 un collet. Au lieu du roulement à billes 25, 125, 225 on peut aussi prévoir un autre roule- ment, par exemple un roulement à aiguilles. R E V E N D I C A T IONS 1) Marteau foreur et/ou marteau à percussion avec une percussion (5), dont le percuteur (6) coopère avec un organe d'attaque (11) qui peut basculer autour d'un axe de basculement (12) d'une façon telle que le percuteur (6) soit accéléré à peu près dans son sens axial et arrive di- rectement ou indirectement de façon périodique axialement sur la tige d'un outil (9), l'organe d'attaque (11) étant entraîné selon un mouvement de va et vient par un organe d'entraînement (13) qui est de son côté mis en rotation par un mécanisme d'entraînement (3) au moyen d'un arbre (4), l'organe d'entraînement (13) présentant des parties d'un excentrique (20, 21) qui viennent en prise l'une dans l'au- tre et qui peuvent coulisser axialement l'une par rapport à l'autre de telle façon que l'excentricité agissant sur l'organe d'attaque (11) de l'organe d'entraînement (13) par rapport à l'arbre puisse être réglée entre zéro et une va- leur maximale, marteau foreur et/ou marteau à percussion caractérisé en ce que la partie intérieure de l'excentrique (20) peut coulisser axialement par rapport à l'arbre (4) et que la partie extérieure de l'excentrique (21) est mainte- nue sans pouvoir coulisser axialement par rapport à l'ar- bre. 2) Marteau foreur et/ou marteau à percussion selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux parties de l'excentrique (20, 21) sont pourvues de surfaces annulaires (22, 23) entourant respectivement l'arbre (4), disposées dissymétriquement par rapport à celui-ci parties qui sont en contact l'une avec l'autre. 3) Marteau foreur et/ou marteau à percussion selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les surfaces annulaires (22, 23) s'étendent obliquement par rapport à la direction axiale de l'arbre (4). 4) Marteau foreur et/ou marteau à percussion selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les surfaces annulaires (22, 23) sont cylindriques. ) Marteau foreur et/ou marteau à percussion selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie extérieure de l'excentrique (21) est main- tenue solidaire en rotation par rapport à l'arbre (4). 6) Marteau foreur et/ou marteau à percussion selon la revendication 5, caractérisé en ce que la partie extérieure de l'excentrique (21) est reliée à l'arbre (4) au moyen d'au moins un entraîneur (59). 7) Marteau foreur et/ou marteau à percussion selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'entraî- neur est un axe (59) qui est logé dans un alésage (62) qui s'étend perpendiculairement à la direction axiale de l'ar- bre (4) et vient en prise dans des perçages (63, 64) dans la partie extérieure (21) de l'excentrique. 8) Marteau foreur et/ou marteau à percussion selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que la partie intérieure (20) de l'excentrique est guidée de façon à coulisser axialement sur l'entraîneur (59). 9) Marteau foreur et/ou marteau à percussion selon la revendication 8, caractérisé en ce que la partie intérieure (20) de l'excentrique coopère par l'intermé- diaire d'au moins une fente (24), qui s'étend axialement, avec le/les entraîneur(s) (59). ) Marteau foreur et/ou marteau à percussion selon la revendication 8, caractérisé en ce que la partie extérieure (221) de l'excentrique est bloquée contre toute rotation sur la partie intérieure (220) de l'excentrique et la partie intérieure (220) de l'excentrique est bloquée contre toute rotation sur l'arbre (204) respectivement par des éléments par liaison par la forme, en particulier des clavettes parallèles fixées par vis ou des surfaces de con- tact profilées. 11) Marteau foreur et/ou marteau à percussion selon la revendication 8, caractérisé en ce que la partie extérieure (221) de l'excentrique est soutenue au moyen d'éléments d'appui, en particulier de manchons (270, 271) axialement par rapport à l'arbre. 12) Marteau foreur et/ou marteau à percussion selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que pour faire coulisser la partie intérieure (20) de l'excentrique on prévoit un organe de réglage (41) qui cou- lisse axialement par rapport à l'arbre. 13) Marteau foreur et/ou marteau à percussion selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'organe de réglage est un manchon à collet (41), dont le collet s'appuie sur une bague de roulement (33) qui est en liaison avec un porte-outil (33) qui peut coulisser axialement sous l'effet d'une pression, et cela de préférence au moyen d'un roulement axial (232). 14) Marteau foreur et/ou marteau à percussion selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe d'entraînement (13) présente un manchon d'articulation (16), qui est monté de façon à pouvoir tour- ner sur la partie extérieure (21) de l'excentrique. ) Marteau foreur et/ou marteau à percussion selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'on pré- voit un roulement à billes (25) pour monter de façon à ce qu'il puisse tourner le manchon d'articulation (16) sur la partie extérieure (21) de l'excentrique.