Brevet FR2863192A3 — publié le 20050610

FR 2863192 A3 20050610 FR 0314646 A 20031209 L'invention se rattache au secteur technique des marteaux-piqueurs et des marteaux de percussion en général. Le plus souvent, le fonctionnement de ce type d'appareil est du type pneumatique en étant relié à un compresseur d'air comprimé. Les performances obtenues sont satisfaisantes, mais le fait d'utiliser un compresseur limite son utilisation. Par ailleurs, l'utilisation de ce compresseur nécessite l'utilisation d'un véhicule pour le tracter. Pour remédier à ces inconvénients, on a proposé des appareils autoportables fonctionnant généralement au moyen d'une source d'énergie électrique. La puissance de ce type d'appareil est limitée et son fonctionnement n'est pas toujours très fiable. On a proposé également des marteaux-piqueurs assujettis à un moteur thermique dont l'un des éléments de l'ensemble cylindre/piston entraîne un deuxième piston, lequel entraîne un troisième piston pour agir sur l'organe de frappe, généralement sous forme d'un pic. On conçoit que cette solution est relativement complexe et ne constitue pas un ensemble compact en nécessitant un nombre de pièces relativement élevé. Il en résulte également un poids et un encombrement importants. L'invention s'est fixée pour but de remédier à ces inconvénients, de manière simple, sûre, efficace et rationnelle. Le problème que se propose de résoudre l'invention est de proposer un marteau-piqueur pour constituant un ensemble compact et autonome utilisant l'énergie thermique pour assurer la commande de l'organe de frappe, généralement sous forme d'un pic. Pour résoudre un tel problème, il a été conçu et mis au point un marteaupiqueur thermique qui comprend un piston monté coulissant dans un corps dont l'une des extrémités est assujettie à un organe de frappe, ledit corps présentant des agencements pour faire directement office de moteur à deux temps dont le cycle admission/échappement permet successivement la montée et la descente du piston pour agir sur l'organe de frappe. Pour résoudre le problème posé d'appliquer le cycle admission/échappement à la commande de l'organe de frappe: - le corps est agencé pour constituer une chambre de combustion d'un mélange combustible/comburant, dans laquelle coulisse la tête de piston; - la chambre de combustion est en communication avec une ouverture d'admission et une ouverture d'échappement en combinaison avec un 20 circuit de dérivation pour le transfert du mélange; en position haute du piston l'orifice d'échappement est fermé par la tête dudit piston; - au moment de l'explosion, le piston descend et pousse le mélange frais, par la dérivation, dans la chambre de combustion, ledit mélange chassant 25 les gaz brûlés par l'orifice d'échappement; la frappe du piston sur l'organe provoque sa remontée et, d'une manière concomitante, l'envoi de mélange frais par l'orifice d'admission et, au fur et à mesure, de la remontée dudit piston, une compression du mélange jusqu'à une nouvelle explosion. Dans une forme de réalisation avantageuse de l'invention, la tête du piston est indépendante et agit sur une tige faisant office d'enclume montée libre en translation dans un alésage formé coaxialement à la chambre de combustion et présentant en bout l'organe de frappe. En position haute du piston la tête est éloignée de la tige faisant office d'enclume qui est en contact avec l'organe de frappe. Selon une autre forme de réalisation, la tête du piston est solidaire d'une tige montée coulissante dans un alésage formé coaxialement à la chambre de combustion et présentant en bout l'organe de frappe. En position haute du piston, la tige est éloignée de l'organe de frappe Avantageusement et selon une autre caractéristique, l'orifice d'admission peut être fermé par un clapet anti-retour. Avantageusement, le mélange combustible/comburant, est un 20 mélange air/essence. Pour résoudre le problème posé d'assurer notamment l'explosion de mélange, le corps présente une partie équipée de moyens de stockage de l'essence, de moyens de carburation, de moyens d'allumage d'une bougie. L'invention est exposée ci-après plus en détail à l'aide des figures des dessins annexés dans lesquels: - les figures 1, 2 et 3 sont des vues à caractère purement schématique montrant le principe de fonctionnement du marteau-piqueur thermique mettant en oeuvre le principe du moteur à deux temps, dans une première forme de réalisation: É la figure 1 montre la phase d'explosion; É la figure 2 montre la phase admission/échappement plus la frappe; É la figure 3 montre la phase compression. - les figures 4, 5 et 6 sont des vues à caractère purement schématique montrant le principe de fonctionnement du marteau piqueur thermique reprenant le principe du moteur deux temps dans une forme de réalisation préférée de l'invention: É la figure 4 montre la phase d'explosion; É la figure 5 montre la phase admission/échappement plus la frappe; É la figure 6 montre la phase compression. - la figure 7 est une vue en perspective avec coupe partielle du marteau piqueur selon la forme de réalisation des figures 4, 5 et 6. Le marteau-piqueur comprend un corps (1) délimitant deux alésages coaxiaux épaulés (la) et (lb). L'extrémité du corps (1), au niveau de l'alésage (lb), est assujettie à un organe de frappe sous forme d'un pic (2) par exemple. Selon l'invention, l'ensemble du corps (1), de forme générale cylindrique, présente des agencements pour faire directement office de moteur thermique à deux temps, dont le cycle d'admission/échappement permet de commander un piston (3) pour agir successivement sur l'organe de frappe (2). La tête (3a) du piston est montée avec capacité de coulissement étanche dans l'alésage de plus grand diamètre (la), tandis que la tige (3b) est montée avec capacité de coulissement étanche dans l'alésage de diamètre inférieur (lb) du corps (1). L'alésage (la) constitue une chambre de combustion d'un mélange combustible plus comburant. Avantageusement, ce mélange est un mélange air plus essence. Cette chambre de combustion (la) est en communication avec une ouverture d'admission (lc) et une ouverture d'échappement (1d). La chambre de combustion (la) présente un agencement (le), sous forme par exemple d'un circuit de dérivation, pour le transfert du mélange, comme il sera indiqué dans la suite de la description. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, la tête (3a) du piston est indépendante de la tige (3b) qui fait office d'enclume pour agir sur l'organe de frappe (2) (figures 4, 5 et 6). Dans cette forme de réalisation, en position haute du piston, la tête (3a) est éloignée de l'enclume (3b) qui est en contact avec l'organe de frappe (2). Dans la forme de réalisation des figures 1, 2 et 3, la tête (3a) du piston est solidaire de la tige (3b) pour former un ensemble unitaire. Dans ce cas, en position haute du piston, la tige (31)) est éloignée de l'organe de frappe. Le corps (1) présente également une partie (non illustrée) équipée de moyens de stockage de l'essence, de moyens de carburation et de moyens d'allumage d'une bougie (4) pour assurer l'explosion au niveau de la chambre de combustion (la). En position haute du piston (3), l'ouverture d'échappement (1d) est obturée par la tête (3a) (figure 1). L'ouverture d'admission (lc) peut être fermée par un clapet anti-retour ou directement par la tête (3a) du piston (figure 4).. Le mélange air/essence (5) est concentré sous la tête du piston (3a) laquelle, du reste, obture le circuit de transfert (le). Au moment de l'explosion résultant de l'allumage de la bougie (4), le piston (3) est propulsé vers le bas. Dans la forme de réalisation illustrée figures 1, 2 et 3, la tige (3b) du piston (3) vient directement frapper le pic (2). Dans la forme de réalisation illustrée aux figures 4, 5 et 6, la tête de piston (3a), qui est indépendante, frappe l'enclume (31)) qui, par réaction, va également exercer un effort de frappe sur le pic (2) (figure 5). Simultanément, le mélange air/essence (5) est prêt à chasser les gaz brûlés (G) par l'ouverture d'échappement (Id) (figures 2 et 5). Comme le montrent ces figures, la tête de piston (3a), descend, pousse le mélange frais qui est transféré par le circuit (le) dans la chambre de combustion (la), de sorte que ce mélange chasse les gaz brûlés. Il en résulte que la frappe de la tige (31)) sur le pic (2) fait remonter l'ensemble du piston (3) ou uniquement la tête (3a), afin de comprimer à nouveau le mélange (5) et de permettre une nouvelle admission du mélange étant donné que l'ouverture d'admission est de nouveau libérée par la tête (3a) (figure 3). Il en résulte une nouvelle compression puis une nouvelle explosion et ainsi de suite. A noter que le circuit de dérivation (1 e), notamment dans la forme de réalisation des figures 4, 5 et 6, est convenablement positionné, à la base notamment de la chambre de combustion, pour permettre la formation d'un coussin d'air (6), lors de la descente du piston, facilitant la remontée de la tête (3a), après la frappe sur l'enclume (3b). l0 Les avantages ressortent bien de la description. s REVENDICATIONS - 1- Marteau piqueur theimique, caractérisé en ce qu'il comprend un piston (3) monté coulissant dans un corps (1) dont l'une des extrémités est assujettie à un organe de frappe (2), ledit corps (1) présentant des agencements pour faire directement office de moteur à deux temps dont le cycle admission/échappement permet successivement la montée et la descente du piston (3) pour agir sur l'organe de frappe (2). - 2- Marteau piqueur thermique selon la revendication 1, caractérisé en ce que: - le corps (1) est agencé pour constituer une chambre de combustion (la) d'un mélange combustible/comburant, dans laquelle coulisse la tête (3a) de piston; - la chambre de combustion (la) est en communication avec une ouverture d'admission (l c) et une ouverture d'échappement (1d) en combinaison avec un circuit de dérivation (le) pour le transfert du mélange; - en position haute du piston (3), au moins l'orifice d'échappement (1d) est fumé par la tête (3a) dudit piston; - au moment de l'explosion, le piston (3) descend et pousse le mélange frais, par la dérivation (le), dans la chambre de combustion (la), ledit mélange chassant les gaz brûlés par l'orifice d'échappement (1d) ; - la frappe du piston (3) sur l'organe (2) provoque sa remontée et, d'une manière concomitante, l'envoi de mélange frais par l'orifice d'admission et, au fur et à mesure, de la remontée dudit piston, une compression du mélange jusqu'à une nouvelle explosion. -3- Marteau piqueur thermique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tête (3a) du piston est indépendante et agit sur une tige (3b) faisant office d'enclume montée libre en translation dans un alésage (lb) formé coaxialement à la chambre de combustion (la), et présentant en bout l'organe de frappe (2). - 4- Marteau piqueur thermique selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'en position haute du piston, la tête (3a) est éloignée de la tige faisant office d'enclume (3b) qui est en contact avec l'organe de frappe (2). -5- Marteau piqueur thermique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tête (3a) du piston est solidaire d'une tige (3b) montée coulissante dans un alésage (lb) formé coaxialement à la chambre de combustion (la) et présentant en bout l'organe de frappe (2). -6- Marteau piqueur thermique selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'en position haute du piston (3) la tige (3b) est éloignée de l'organe de frappe (2). - 7- Marteau piqueur thermique selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'orifice d'admission (1c) est fermé par un clapet anti-retour. - 48 Marteau piqueur thermique selon la revendication 1, caractérisé en ce 25 que le mélange combustible/comburant, est un mélange air/essence. -9- Marteau piqueur thermique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps (1) présente une partie équipée de moyens de stockage de l'essence, de moyens de carburation, de moyens d'allumage d'une bougie.