Brevet FR2869825A1 — publié le 20051111

Domaine de l'invention La présente invention concerne une machine électroportative à main, notamment perceuse et/ou perforateur comportant un mécanisme de frappe ayant un percuteur mobile axialement selon un mouvement de va-et-vient dans un tube de guidage, avec un mécanisme à ressort exerçant une force sur le percuteur pour le mettre en mouvement en direction d'un outil engagé dans la machine. Etat de la technique Un tel mouvement de frappe, répété exercé par un mécanisme de frappe à compression d'une perceuse et/ou perforateur électropneumatique est comme le décrit le document DE 198 10 088 Cl, composé d'un entraînement excentré, d'un piston et d'un percuteur. Ces trois éléments transforment un mouvement de rotation en un mouvement de frappe ou de percussion. Le mouvement axial d'avance et de recul du percuteur dans un tube de guidage s'effectue de la manière suivante: le piston entraîné dans le sens de l'avance par l'entraînement à excentrique comprime le coussin d'air compris entre le piston et le percuteur et ce dernier vole librement vers l'outil installé dans la ma-chine. Le percuteur transmet son énergie de frappe à l'outil et subit ain- si une impulsion dans la direction inverse. En même temps le piston est également rappelé par l'entraînement à excentrique ce qui crée une certaine dépression dans le coussin d'air compris entre le piston et le percuteur. Dès que le piston arrive à son point d'inversion de mouvement et que le percuteur continu de se rapprocher du piston, le coussin d'air compris entre ces deux éléments se comprime et cette compression ainsi que le nouveau mouvement d'avance du piston propulse le percuteur avec une vitesse encore plus élevée vers l'avant en direction de l'outil. Dans un tel mécanisme de frappe par compression, le piston et le percuteur se déplacent à la même fréquence. Un tel mécanisme de frappe ne permet pas de fournir une énergie de frappe élémentaire, importante à une faible fréquence de frappe. La même remarque s'applique pour un mécanisme de frappe à étrier à ressort comme celui décrit dans le document EP 544 865 B1. Dans ce mécanisme on utilise un coude en acier à ressort qu'un entraînement à excentrique fait vibrer et cet acier à ressort entraîne le percuteur vers l'avant en direction de l'outil ou d'une bouterolle placée entre l'outil et le percuteur. L'énergie de rebondissement du percuteur est accumulée dans l'étrier à ressort et lors du mouvement d'avance cette énergie est de nouveau libérée comme dans le cas d'un mécanisme de percussion pneumatique. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un mécanisme de percussion ou de frappe du type défini ci-dessus réalisable avec des moyens techniques aussi simples que possible et permettant de fournir une énergie élémentaire de frappe, importante à une faible fréquence de frappe. Exposé et avantages de l'invention L'invention concerne une machine électroportative du type défini ci- dessus, caractérisée en ce que des moyens communiquent au percuteur après chaque frappe un mouvement contre la force déve- loppée par le mécanisme à ressort pour bander ce mécanisme, et libèrent de nouveau brusquement le percuteur après mise en tension du mécanisme à ressort pour qu'il soit entraîné par ce mécanisme à ressort en direction de l'outil. Une liaison par la force avec le percuteur, une fois la per- cussion exécutée constitue un moyen d'entraînement intéressant pour déplacer le percuteur contre la force du mécanisme à ressort. Cette liai- son par la force est de nouveau libérée dès que le percuteur est arrivé dans une certaine position pour son mouvement contre la force développée par le mécanisme à ressort. De façon avantageuse, les moyens sont constitués d'un entraînement qui réalise une liaison par la force avec le percuteur une fois la frappe effectuée et le déplace contre la force développée par le mécanisme à ressort, pour libérer de nouveau la liaison par la force dès que le percuteur est arrivé dans une position déterminée dans son mouvement opposé à la force développée par le mécanisme à ressort Suivant une autre caractéristique avantageuse, le mécanisme à ressort est constitué par une chambre à pression remplie d'un milieu susceptible d'être comprimé, et cette chambre se trouve dans le tube de guidage, du côté du percuteur opposé à celui de l'outil. La chambre de pression peut être remplie d'un gaz de préférence l'air, ou d'un liquide. Le milieu comprimable (gaz ou liquide) reste en permanence dans la chambre de pression et il suffit de compenser les pertes par fuite de cette chambre. Pour cela on peut prévoir une pompe qui fournit à la chambre de pression un milieu susceptible d'être comprimé pour compenser les fuites. La puissance de cette pompe peut être très faible car il suffit de compenser les fuites de cette chambre. Une telle pompe de faible volume et de faible poids peut être intégrée dans la machine électroportative. Suivant une autre caractéristique avantageuse, le mécanisme à ressort est composé d'un ou plusieurs ressorts de compression ou ressorts de traction, qui s'appuient d'un côté contre le percuteur et de l'autre contre un épaulement fixe dans la direction de déplacement du percuteur. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide de deux exemples de réalisation représentés dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une coupe longitudinale d'une perceuse ou d'un perfo- rateur équipé d'un mécanisme de frappe et d'un mécanisme à ressort réalisé sous la forme d'une chambre de pression, et - la figure 2 est une coupe longitudinale d'une perceuse ou d'un perforateur équipé d'un mécanisme de frappe et d'un mécanisme à ressort composé de ressort de compression/ressort de traction. Description de modes de réalisation La figure 1 est une coupe longitudinale d'une machine électroportative à main équipée d'un mécanisme de frappe (ou mécanisme de percussion). Cette machine électroportative est par exemple une perceuse à percussion et/ou un perforateur. La représentation schématique de la machine montre uniquement le mécanisme de frappe ou de percussion objet de l'invention. Les autres ensembles fonctionnels équipant habituellement une telle machine électroportative ne sont pas détaillés. Le mécanisme de frappe se compose d'un percuteur 1 35 mobile suivant un mouvement de va et vient dans un tube de guidage 2. Un porte-outil ou mandrin de la machine reçoit un outil 3 tel qu'un foret ou un ciseau. Lorsque le percuteur 1 avance rapidement contre l'outil 3, il communique une impulsion de frappe à l'outil 3. Une bouterolle (non représentée) peut être interposée entre l'outil 3 et le percuteur 1 dans le tube de guidage 2 pour transmettre à l'outil 3 l'impulsion de frappe fournie par le percuteur 1. Le mouvement d'avance du percuteur 1 en direction de l'outil 3 engagé dans la machine électroportative est généré par un mécanisme à ressort dont la force est exercée sur le percuteur 1 dans le sens de l'avance. Ce mécanisme à ressort de l'exemple de réalisation de la figure 1 est constitué par une chambre de pression 4 remplie d'un milieu susceptible d'être comprimé. Cette chambre se situe dans le tube de guidage 2 du côté du percuteur 1 opposé à celui de l'outil. La chambre de pression 4 est délimitée par la paroi latérale du tube de guidage 2, par le percuteur 1 coulissant dans le tube de guidage et par la paroi arrière 5 du tube de guidage à l'opposé de l'extrémité correspondant à l'outil 3. Un joint 6 est interposé entre le percuteur 1 et la paroi latérale du tube de guidage 2 pour éviter que le milieu susceptible d'être comprimé ne s'échappe de la chambre de pression 4. Le milieu comprimable peut être un liquide ou un gaz. La chambre de pression 4 est de préférence remplie d'air. Les pertes de la chambre de pression 4 sont compensées par une pompe raccordée à la chambre de pression 4 et qui fournit à la chambre de pression 4 du mi-lieu comprimable pour compenser les fuites. Comme seules les fuites de milieu comprimable sont à compenser, il suffit de prévoir une petite pompe 5 de faible puissance et qui du fait de son faible poids et faible volume peut être logée sans difficulté dans la machine électroportative. Le mécanisme de percussion comporte un moyen d'entraînement qui après chaque frappe sur l'outil 3 déplace le percu- teur 1 contre la force développée par le mécanisme à ressort en bandant ou comprimant ainsi le mécanisme à ressort. Cet entraînement est con- pour libérer de nouveau brusquement le percuteur 1 après la mise en tension du mécanisme à ressort pour que le percuteur 1, entraîné par le mécanisme à ressort se déplace rapidement vers l'outil. Comme le mécanisme à ressort n'est pas bandé par la force de réaction du percu- teur 1 mais est bandé de manière active par un moyen d'entraînement particulier qui le met à un niveau de tension élevé, la libération du mécanisme à ressort communique au percuteur 1 une force de frappe très importante. Cela permet de générer des énergies de frappe, élémentai- res, très importantes à une fréquence de frappe relativement faible. L'entraînement décrit ci-dessus pour l'exemple de réalisation de la figure 1 est le suivant: Le côté du percuteur 1 à l'opposé de celui de l'outil 3 comporte une tige 8 dirigée suivant l'axe longitudinal du tube de guidage 2. Cette tige traverse la paroi arrière 5 du tube de guidage 2. Un joint 9 entre la tige 8 et le passage de la paroi arrière 5 du tube de guidage 2 évite que le milieu comprimable ne puisse sortir de la chambre de pression 4. La tige 8 se termine à l'extérieur de la chambre de pression 4 à proximité d'une roue d'entraînement 10 tournant autour d'un axe perpendiculaire à l'axe longitudinal du tube de guidage 2. La roue d'entraînement est mise en rotation par un moteur non représenté par exemple par l'intermédiaire d'une transmission à pignon droit (cette transmission n'est pas représentée dans le dessin). La roue d'entraînement 10 porte un tourillon 13 décalé par rapport à l'axe de rotation 12 de la roue. Ce tourillon est en saillie perpendiculairement au plan du dessin correspondant à la roue d'entraînement 10. L'extrémité de la tige 8 tournée vers la roue d'entraînement 10 est réalisée comme crochet 14 pour que le tourillon 13 puisse venir dans le crochet 14 lors- que la roue d'entraînement 10 tourne. En effet si le percuteur 1 après avoir rebondi sur l'outil effectue son mouvement de recul, la tige munie du crochet 14 se déplace en direction de la roue d'entraînement 10. Le tourillon 13 de la roue d'entraînement 10 glisse ainsi dans le crochet 14 et entraîne la tige 8 et le percuteur 1 dans le sens de rotation de la roue d'entraînement 10 (dans l'exemple de réalisation ce sens est celui des aiguilles d'une montre) de sorte que le percuteur se rapproche de la paroi arrière 5 du tube de guidage 2 et comprime le milieu contenu dans la chambre de pression 4. En conséquence la pression appliquée au percuteur 1 en direction de l'outil 3 augmente fortement. Dès que la roue d'entraînement 14 a exécuté un demi-tour et que le tourillon 13 est venu dans la position 13', position la plus éloignée dans le tube de guidage 2, le tourillon 13 se dégage du crochet 14. Le percuteur 1 est libéré à ce moment et entraîné par la pression de la chambre de pression 4 il se déplace vers l'outil 3 pour effectuer une nouvelle percussion. La vitesse de rotation de la roue d'entraînement 10 est réglée pour que le crochet 14 à l'extrémité de la tige 8 se trouve juste au-dessus du tourillon 13 de la roue d'entraînement 10 lorsque le percuteur 1 ayant exécuté une frappe, recule de nouveau. A la place de l'entraînement décrit ci-dessus qui tire le percuteur 1 par la tige 8 contre la force du mécanisme à ressort on peut Io également prévoir un moyen d'entraînement qui pousse le percuteur 1 contre la force du mécanisme à ressort. L'entraînement doit dans ce cas être installé sur le côté opposé du percuteur 1 c'est-à-dire du côté tour-né vers l'outil. En variante de l'entraînement décrit à titre d'exemple pour le percuteur 1, on peut utiliser n'importe quel autre mécanisme qui déplace le percuteur 1 contre la force du mécanisme à ressort après chaque frappe pour bander le mécanisme à ressort. La figure 2 est une section d'une machine électroportative à main représentée schématiquement. Dans ce mode de réalisation, le mécanisme à ressort n'est pas constitué comme dans l'exemple de la figure 1 par une chambre de pression, mais par un ou plusieurs ressorts de traction et/ou de compression. En dehors du mécanisme à ressort, tous les autres éléments fonctionnels sont les mêmes que ceux de l'exemple de réalisation décrit ci-dessus à l'aide de la figure 1 et pour cette raison ces éléments portent les mêmes références à la figure 2 qu'à la figure 1. Selon la figure 2, le volume du tube de guidage 2 compris entre le percuteur 1 et la paroi arrière 5 du tube de guidage loge un ressort de compression 15 s'appuyant d'un côté contre la paroi arrière 5 du tube de guidage 2 et l'autre contre le percuteur 1. En variante à ce ressort de compression 15 ou en plus de celui-ci, le côté du percuteur 1 tourné vers l'outil 3 peut également recevoir un ressort de compression 16. Ce ressort de compression est d'une part relié au percuteur 1 et d'autre part à un épaulement du tube de guidage 2. Au lieu d'un ressort de compression 15 et/ou d'un ressort de traction 16 on peut également utiliser plusieurs ressorts de compression et/ou ressorts de traction communiquant la force de percussion requise au percuteur 1. 2869825 8 REVENDICATIONS 1 ) Machine électroportative à main, notamment perceuse et/ou perforateur, comportant un mécanisme de frappe ayant un percuteur (1) mobile axialement selon un mouvement de va-et-vient dans un tube de guidage (2), avec un mécanisme à ressort (4, 15, 16) exerçant une force sur le percuteur (1) pour le mettre en mouvement en direction d'un outil (3) engagé dans la machine, caractérisée en ce que des moyens (8, 10, 13, 14) communiquent au percuteur (1) après chaque frappe un mouvement contre la force développée par le mécanisme à ressort (4, 15, 16) pour bander ce mécanisme, et libèrent de nouveau brusquement le percuteur (1) après mise en tension du mécanisme à ressort (4, 15, 16) pour qu'il soit entraîné par ce mécanisme à ressort (4, 15, 16) en direction de l'outil (3). 2 ) Machine électroportative selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens (8, 10, 13, 14) sont constitués d'un entraînement qui réalise une liaison par la force avec le percuteur (1) une fois la frappe effectuée et le déplace contre la force développée par le mécanisme à ressort (4, 15, 16), pour libérer de nouveau la liaison par la force dès que le percuteur (1) est arrivé dans une position déterminée dans son mouvement opposé à la force développée par le mécanisme à ressort (4, 15, 16). 3 ) Machine électroportative selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le mécanisme à ressort (4, 15, 16) est constitué par une chambre à pression (4) remplie d'un milieu susceptible d'être comprimé, et cette chambre se trouve dans le tube de guidage (2), du côté du percuteur (1) opposé à celui de l'outil (3). 4 ) Machine électroportative selon la revendication 3, caractérisée en ce qu' une pompe (7) fournit à la chambre de pression (4) un milieu comprimable. 5 ) Machine électroportative selon l'une quelconque des revendications 5 lou2, caractérisée en ce que le mécanisme à ressort (14, 15) est composé d'un ou plusieurs ressorts de compression (15) ou ressorts de traction (16), qui s'appuient d'un côté contre le percuteur (1) et de l'autre contre un épaulement fixe (5, 17) dans la direction de déplacement du percuteur.