Brevet FR3012355A1 — publié le 20150501

L'invention se rattache au secteur technique des outils pneumatiques notamment des outils percutants du type marteau-piqueur, brise-béton,... L'invention trouve une application avantageuse dans le cas d'outils pneumatiques dont le principe de fonctionnement est basé sur l'envoi d'air sous pression par l'intermédiaire d'au moins une gâchette, pour commander un piston qui agit, par exemple, sur un organe de frappe. De manière parfaitement connue pour un homme du métier ce type d'outils comprend, pour l'essentiel, un corps pour le montage avec capacité de coulissement étanche d'un piston apte à agir sur l'organe de frappe généralement monté en bout du corps. La tête du piston est montée dans un alésage du corps en communication avec des orifices d'échappement pour la commande d'une distribution assujettie à un circuit d'alimentation en air comprimé. La commande du circuit d'alimentation en air comprimé est effectuée par au moins une gâchette montée en relation avec généralement deux poignées de préhension disposées de manière diamétralement opposée dans un plan sensiblement horizontal pour le brises béton, ou une seule poignée pour les piqueurs. On rappelle pour une meilleure compréhension de la suite de la description que le fonctionnement de ce type d'outil pneumatique, pour l'essentiel, est le suivant : ^ En phase 1, lorsque la gâchette est appuyée, l'air alimente la distribution, le piston est au point de frappe. Le volume au-dessus du piston est à l'air libre, l'air fait remonter le piston. ^ En phase 2, sous l'effet de l'inertie, le piston remonte et commence à comprimer la chambre haute. ^ En phase 3, le volume en dessous d la tête de piston est à l'air libre, la chambre haute est en pression. ^ En phase 4, l'air provoque la descente du piston par l'intermédiaire de la distribution. ^ En phase 5, le piston vient frapper l'outil. Le volume au-dessus du piston se retrouve à l'air libre et le cycle recommence selon la phase 1. On rappelle par ailleurs que l'un des orifices d'échappement est en communication avec l'air extérieur tandis que l'autre orifice d'échappement est relié à la distribution. Ainsi, quand l'air s'échappe par les trous d'échappement, la distribution change de position pour alimenter un volume situé au-dessus de la tête du piston. Compte tenu de ce principe de fonctionnement, il est notoirement connu que ce type d'outil pneumatique génère des vibrations importantes ce qui est particulièrement pénible pour l'utilisateur avec des risques d'apparition de maladies ou de lésions au niveau des membres supérieurs et inférieurs. Différentes solutions ont été proposées pour tenter de réduire la transmission des vibrations des ondes de choc à l'opérateur. Généralement les solutions sont soit, du type pneumatique avec coussin d'air soit, du type mécanique avec par exemple des ressorts soit, du type viscoélastique en utilisant par exemple des éléments en élastomère. Il apparait donc que ces différentes solutions nécessitent l'utilisation d'organes rapportés qui peuvent nuire au bon fonctionnement de l'outil pneumatique notamment au niveau de sa maniabilité. Il en résulte également une augmentation de poids et d'encombrement. L'invention s'est fixée pour but de remédier à ses inconvénients de manière simple, sûre, efficace et rationnelle. Le problème que se propose de résoudre l'invention est de pouvoir diminuer de manière significative les vibrations sans faire appel à des moyens rapportés avec, pour objectif, de ne pas nuire à la précision, à la maniabilité de l'outil pneumatique considéré. L'invention trouve une application avantageuse dans le cas d'un outil pneumatique tel qu'un outil de percussion qui comprend de manière connue un corps pour le montage avec capacité de coulissement étanche d'un piston apte à agir sur un organe de frappe monté en bout dudit corps, la tête dudit piston étant montée dans un alésage du corps en communication avec des orifices d'échappement pour la commande d'une distribution assujettie à un circuit d'alimentation en air comprimé et reliée à l'un des orifices d' échappement. Compte tenu du problème à résoudre, à savoir la diminution des vibrations, l'outil de percussion tel que défini, présente, selon l'invention, au-dessus de la tête du piston, une chambre alimentée en air comprimé par la distribution et dont le volume est déterminé pour constituer une capacité apte à filtrer les vibrations résultant d'une montée progressive de la pression lors de la phase retour dudit piston. Il résulte donc de ces caractéristiques que les vibrations sont fortement diminuées en se servant du fonctionnement même de l'appareil sans faire appel à des éléments extérieurs. Avantageusement, pour permettre à la chambre située au-dessus de la tête de piston de filtrer les vibrations, pour une tête de piston de diamètre (D) et dont la course est égale à (C), la hauteur (H) de la chambre de diamètre (D) est égale à au minimum à 2 fois la longueur de la dite course (C). Pour résoudre le problème posé de réduire encore les vibrations, l'outil pneumatique présente, au plus près de la distribution, une capacité sous forme d'une chambre en communication avec le circuit d'alimentation en air, apte à permettre une alimentation plus rapide de la chambre où est montée coulissante la tête du piston, afin de freiner le piston au moment de l'inversion de la distribution. Il résulte donc que la combinaison de ces deux capacités, à savoir, celle au-dessus de la tête du piston et celle au plus près de la distribution, permet la réduction de manière significative des vibrations en augmentant le coussin d'air qui freine le piston évitant une montée brutale de la pression dans la chambre située au-dessus de la tête du piston. Selon une autre caractéristique résultant de la solution précitée permettant de diminuer les vibrations, le circuit d'alimentation en air est assujetti à une double gâchette de commande montée en combinaison avec des poignées. Toujours en ayant pour objectif d'améliorer les conditions de travail de l'opérateur, les orifices d'échappement débouchent dans un carter formé au niveau d'une zone de protection que présentent les poignées. L'invention est exposée ci-après plus en détail à l'aide des figures des dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue de face d'une forme de réalisation de l'outil pneumatique, - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'une forme de réalisation de l'outil pneumatique selon les caractéristiques de l'invention. L'outil pneumatique illustré aux figures des dessins comprend, de manière connue, un corps (1) de forme générale allongée présentant, dans sa partie supérieure, des poignées (3) diamétralement opposées pour la manipulation de l'outil par un opérateur. Le corps (1) délimite deux alésages coaxiaux (la), (lb) de diamètres différents pour le montage, avec capacité de coulissement étanche, d'un piston (2) destiné à agir sur un organe de frappe. La tête (2a) du piston coulisse dans l'alésage de plus grand diamètre (la) tandis que la tige (2b) dudit piston coulisse dans l'alésage de plus petit diamètre (lb) et agit directement sur l'organe de frappe. Ces dispositions sont parfaitement connues pour un homme du métier. L'alésage (la) est en communication avec des orifices d'échappement (lc) et (ld). L'orifice d'échappement (lc) est en communication avec l'air extérieur, tandis que l'autre orifice d'échappement (ld), est relié à une distribution (4) disposée coaxialement à l'alésage (la), au-dessus de la tête de piston (2a). De manière parfaitement connue, la distribution (4) est assujettie à un circuit d'alimentation (5) en air comprimé sous l'action d'au moins une gâchette de commande. Selon une caractéristique à la base de l'invention, compte tenu du problème posé de diminuer les vibrations en utilisant le principe de fonctionnement de l'outil pneumatique, ce dernier présente, au-dessus de la tête de piston (2a), une chambre (6) alimentée en air comprimé par la distribution (4). Le volume de la chambre (6) est déterminé pour constituer une capacité apte à filtrer les vibrations résultant d'une montée progressive de la pression lors de la phase retour du piston (2). En effet, c'est durant cette phase retour du piston, que l'on a le plus de vibrations transmisses à l'opérateur. Des résultats avantageux ont été obtenus lorsque, pour une tête de piston de diamètre (D) de 42mm et de longueur (L) de 60 mm et dont la course retour (C) est égale à environ 37 mm, la hauteur (H) de la chambre (6), également de diamètre (D), est égale à au minimum à 2 fois la longueur de ladite course, soit dans l'exemple numérique, égale à 147 mm Selon une autre caractéristique, toujours en ayant pour objectif de réduire au maximum le niveau de vibrations, l'outil pneumatique présente au plus près de la distribution (4), une autre capacité (7). Cette dernière se présente sous forme d'une chambre en communication avec le circuit d'alimentation en air (5). Cette capacité (7) permet donc une alimentation plus rapide de la chambre (6) pour freiner le piston (2) au moment de l'inversion de la distribution avec une pression assez faible au début et qui monte progressivement jusqu'à la pression nominale. La combinaison des capacités (6) et (7) permet de réduire de manière significative les vibrations en augmentant le coussin d'air. Ce coussin d'air, qui freine le piston, évite par conséquent une montée brutale de la pression dans la chambre (6) Il résulte de ces caractéristiques, qui permettent de réduire les vibrations, la possibilité d'assujettir le circuit d'alimentation en air (5), d'une double gâchette de commande (8a) (8b) montée en combinaison avec les poignées (3) (figure 1). De même, les orifices d'échappement (1c) et (1d) peuvent déboucher dans un carter (9) formé au niveau d'une zone de protection (10) dont la forme correspond, par exemple, à celle illustrée figure 1. Les avantages ressortent bien de la description, en particulier, on souligne et on rappelle : la réduction d'une manière significative des vibrations, sans faire appel à des organes rapportés mais en utilisant simplement le fonctionnement à l'origine de l'outil pneumatique, l'efficacité du résultat obtenu sans pour autant nuire à la fiabilité et à la maniabilité de l'outil pneumatique considéré.