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"Perfectionnements aux marteaux pneumatiques "
Dans les marteaux pneumatiques qui comportent un dispositif de retenue de l'outil dans son emmanche- ment, le marteau peut généralement fonctionner lorsque l'outil n'a plus devant lui de matière à travailler Pendant cette marche à vide,le piston frappeur est ar- rêté dans sa course percutante non plus par la matière à désagréger, mais par les pièces constitutives du mar- teau; pièces de retenue de l'outil,cylindre ou toute autre pièce liée au marteau, et le choc ainsi produit sur les pièces de l'appareil amène rapidement la dété#
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rioration de celui-ci
Pour éviter cet inconvénient, on a imaginé les dispositifs dits à "arrêt automatique Il, empêchant la marche à vide .
On peut aussi faire en sorte que pendant la marche à vide,le choc soit absorbé par un ressort ou toute autre matière élastique, de l'air comprimé, par exemple Il peut être nécessaire, en outre, que l'arrêt automatique ne soit pas absolument positif, mais que lorsque la résistance de la matière décroit, la force des coups décroisse et que le marteau ne star- rête que lorsque la résistance opposée par la matière est tout à fait nulle .
Enfin dans d'autres cas, il est indispensable d'enfoncer dans la matière à désagréger, non seulement l'outil mobile ou aiguille, mais aussi l'appareil lui- même tout entier et notamment la pièce de retenue de l'outil.
Dans ce dernier cas, l'appareil ne doit pas s'arrêter puisque le choc doit être transmis aux pièces principales de l'appareil pour le faire pénétrer, mais ce choc doit être transmis à ces pièces par l'interpo- sition d'une matière élastique de façon à la transfor- mer en pression presque statique, et éviter ainsi la détérioration des dites pièces .
La présente invention a pour objet un dis- positif qui permet d'obtenir, dans un marteau pneuma- tique, un arrêt..automatique et progressif combiné avec un système d'amortissement du choc du piston frappeur sur les pièces constitutives du marteau, et de réaliser suivant les cas, soit l'arrêt automatique absolu soit la marche à vide sans arrêt mais avec amortissement du choc du piston, soit la pénétration de l'appareil entier
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ou des pièces en liaison rigide avec lui par transforma- tion du choc du piston en pression par l'intermédiaire d'un coussin d'air .
A cet effet, on crée dans le cylindre du marteau un coussin d'air amortisseur constitué par une capacité annulaire formée dans le cylindre du marteau; l'extrémité du piston frappeur est agencée de manière à pénétrer à frottement doux dans la douille de guidage de l'outil et à y comprimer de l'air à la fin de sa cour- se .
L'effet de rebondissement du piston dû à la détente de ce coussin d'air peut être amoindri par un échappement d'air à travers des trous qui sont percés dans le cylindre et dans la douille, et que, la tige de. l'outil découvre au moment voulu .
Le dessin annexé représente à titre d'exemple, deux formes d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. 1 est une coupe verticale partielle d'un marteau pneumatique .
Les fig. 2 à 4 sont des vues analogues qui montrent différentes positions des organes .
Les fig. 5 et 6 concernent une variante .
La fig. 7 est une coupe longitudinale d'une autre variante .
Au dessin, 1 désigne le cylindre du marteau contenant le piston frappeur 2 dont le fonctionnement alternatif peut être obtenu par toute disposition utile, 3 désigne l'outil, dont la tige 4 est engagée dans une douille 5 engagée elle-même dans le marteau .
Dans le cylindre 1 débouche un conduit 6 d'admission d'air comprimé, cette admission ne se produi-
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sant que pendant la course de retour du piston 2 .
Des trous latéraux 7 et 8 'sont respectivement percés dans la douille 5 et dans le cylindre 1 et ils sont placés de telle sorte qu'ils puissent être décou- verts par la tige de l'outil quand celui-ci est poussé par le piston 2 mais seulement lorsque celui-ci a fermé l'orifice du conduit d'admission 6 .
Dans la fig. 1 ,l'outil 3 est représenté dans la position de la marche en charge, c'est-à-dire quand il a devant lui une matière dure qui le maintient dans cette position .
Dans la fig. 2 le même outil n'a plus de ré- sistance à vaincre et il est poussé plus loin par le piston frappeur. Il est évident que si cette résistance est absolument nulle, l'outil restera dans cette posi- tion, mais que si, au contraire, tout en étant faible, elle a encore une certaine valeur, par exemple si l'ou- til s'enfonce dans une substance molle, la pression exercée par l'ouvrier sur le marteau ramène le marteau et l'outil, après chaque coup de piston, dans les posi- tions relatives de la figure 1 .
L'extrémité chanfreinée en 9 du piston 2 est, d'un diamètre tel qu'elle peut entrer en frottement doux dans l'alésage de la douille 5
Le fonctionnement du dispositif est le suivant:
Lorsque la matière à travailler est dure et que l'outil et le marteau conservent toujours les posi- tions relatives de la figure 1 ou ne subissent que des déplacements relatifs très faibles et négligeables, le marteau pneumatique fonctionne comme le marteau pneuma- tique ordinaire, le mouvement de va-et-vient du piston
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étant déterminé par des admissions alternatives d'air comprimé au-dessus et au-dessous de ce piston, par tout organe distributeur quelconque .
Lorsque la résistance rencontrée par l'outil est nulle, le piston 2 vient frapper l'extrémité de la tige 4 de l'outil .
Celui-ci ainsi poussé par le piston prend la position représentée à la fig. 2 et est arrêté dans sa course par un manchon rigide ou élastique tel que 10, du fait que l'outil porte une collerette 11, cette collerette peut bien entendu être remplacée par un épau- lement d'une autre forme, une clavette transversale, une tête en forme de T, ou tout autre dispositif per- mettant d'atteindre le même but .
Ce déplacement de l'outil n'a absorbé qu'une faible partie de l'énergie cinétique du piston 2 qui continue sa course à une vitesse encore très grande et masque d'abord l'ouverture d'admission 6 en empê- chant ainsi que l'air comprima qui pourrait être en- voyé par le distributeur ne le fasse remonter .
La tige 4 de l'outil démasque ensuite les trous 7 et 8 avant que l'extrémité 9 du piston n'ait pénétré dans la douille 5 .A ce moment, l'air compri- mé contenu dans un espace annulaire 12 peut s'échapper par les trous 7 et 8 ( fig. 3 ) .
En même temps, l'air comprimé qui arrive par le canal d'admission 6 exerce sur le piston une pres- sion latérale qui produit un certain frottement et réduit la vitesse du piston .
Puis, en continuant sa course, le piston pénétre par son extrémité 9 dans la douille 5 .La
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communication de l'espace 12 avec l'atmosphère est a- lors complètement coupée et l'air qui est contenu dans cet espace est comprimé par le piston 2, ce qui a pour effet d'amortir la vitesse du piston et d'em- pêcher qu'il se produise un choc sur la douille 5 et par suite sur la partie 13 du cylindre
Si la résistance que rencontre l'outil est nulle, celui-ci reste dans la position de la fig. 2 mais l'air comprimé dans l'espace annulaire 12 a ten- dance à faire remonter le piston .
Comme ce mouvement de retour du piston est toujours freiné par la pression latérale qui stexerce sur lui par l'orifice du conduit 6, il ne pourra arriver à découvrir ce conduit mais son extrémité 9 pourra sortir de la douille 5 en laissant ainsi l'espace 12 en communication avec l'atmosphère .
Le mouvement du piston est alors arrêté et il ne peut reprendre que lorsqu'on ramène le piston 2 dans la position de la fig. 1 .
Si, au lieu d'une résistance nulle, l'outil rencontre devant lui une résistance faible, il prend une position relative intermédiaire entre celle de la fig. 1 et celle de la fig. 2, de sorte que le piston arrive à le frapper avant que sa vitesse ne soit totale- ment amortie Le choc sera d'autant plus forte que la position de l'outil sera plus voisine de celle de la fig. 1 , et d'autant plus faible qu'elle sera plus voi- sine de celle de la fig.. 2 ,
Mais il est bien évident que, si la position de la tige de l'outil ne permet pas l'ouverture des trous 7 et 8, l'air emprisonné dans l'espace 12 ne pour- ra s'échapper et que le rebondissement causé par la
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détente de cet air fera revenir le piston dans la posi- tion delà fig. 1 et l'arrêt n'aura pas lieu .
On pourra, pour obtenir ces différents fonc- tionnements, donner aux diamètres des trous 7 et 8 à leur distance du piston et à la longueur de la partie chanfreinée du piston, des valeurs telles que le cous sin d'air soit assez fort pour ne pas provoquer l'arrêt automatique pour une résistance faible, mais que ce même coussin d'air ne soit pas trop fort pour une résistance nulle, c'est-à-dire lorsque les trous 7 ont été découd- verts .
Il sera même possible de remplacer la douille 5 par une autre pièce de même forme mais sans trous 7 (fig. 5 et 6). Dans ce cas extrême, même lorsque l'outil aura pris la position de la figure 6, il résulte du fait que le coussin d'air n'est relié à aucun échap- pement susceptible de diminuer sa force de détente, que le piston 2 peut rebondir au-delà du trou d'admission 6.
Il n'y aura donc pas d'arrêt, mais une diminu- tion de la puissance vive du marteau quand la tige d'outil occupera une position comprise entre les posi- tions des figures 5 et 6 .
Ceci se produira notamment lorsque l'outil 3 ayant pénétré dans la matière jusqu'à ce que la pièce 10 soit venue en contact avec cette matière. A ce moment l'appareil étant buté ne pourra plus suivre le mou- vement de pénétration de l'outil 3 Cet outil continue- ra seul à pénétrer et prendra une position relative intermédiaire, par exemple celle de la figure 4 . A ce moment l'air comprimé en 12 par le piston réagira par sa pression sur la pièce 5, et par uite sur toutes
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les pièces en liaison directe avec elle, c'est-à-dire sur tout l'ensemble de l'appareil qui sera entrainé à son tour, et pénétrera dans la matière comme l'a déjà fait l'outil 3 .
La pièce 10 et tout l'appareil pénétrant alors dans la matière il s'établira suivant la dureté et la contexture de celle-ci, un équilibre entre les vites- ses de pénétration de la pièce 10 et celle de l'outil 3.
Si an effet, la pièce 10 pénètre moins vite que l'outil 3, celui-ci aura tendance à prendre la position relative de la figure 2 (les trous 7 n'existant pas) .
La pression en 12 deviendrait plus forte et ferait avan- cer plus vite la pièce 10, et par contre le choc du pis- ton sur la tête 4 serait amorti et l'outil 3 avancerait moins vite .
De sorte que l'énergie cinétique du piston se trouve automatiquement partagée en deux parties: l'une pousse l'outil 3 dans la matière par choc métallique, et l'autre pousse la pièce 10 dans la même matière par l'interposition d'une couche d'air comprimé évitant le choc métallique, et par suite la destruction des pièces
La figure 7 représente une coupe longitudinale d'un marteau pneumatique fonctionnant comme il est dit ci-dessus, et dans lequel la pièce de retenu 10 de l'ou- til a une forme allongée et effilée à dessein pour faciliter sa pénétration dans la matière.
Dans ce fonc- tionnement, il ne doit pas y avoir arrêt automatique, celui-ci serait funeste car si l'outil s'arrêtait lors- qu'il est entièrement entré dans la matière, il ne serait plus possible de le retirer si besoin est Les vibrations causées par le fonctionnement sont utiles et nécessaires pour retirer l'appareil et c'est pourquoi
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les trous 7 de la pièce 5 ont été supprimés. On a ainsi la marche sans arrêt automatique mais toujours avec coussin d'air .
La douille 5 peut, comme il a été dit, être mise en place par l'intérieur du cylindre,, mais on peut aussi l'engager par l'extérieur et la maintenir dans sa position par tout moyen de fixation connu: écrou, filetage, vis, goupille, clavette, emmanchement forcé, etc...
On peut encore placer le trou d'admission 6 et les trous d'échappement 7 et 8 de telle sorte que ceux-ci ne soient jamais découverts, lorsque le piston et la tige de l'outil ont le même mouvement, c'est-à- dire de telle sorte que si cette tige d'outil accompa- gne le piston dans son mouvement, le trou 7 ne soit dé- couvert par l'arête 14 de l'outil que lorsque la partie chanfreinée 9 du piston aura pénétré dans la'douille 5.
Ainsi, il n'y aura pas arrêt automatique, mais, si l'on se place alors dans l'hypothèse de la résistance nulle, en se reportant à la fig. 1 le pis- ton qui vient frapper brusquement l'outil, projette rapidement celui-ci vers le bas .
Le choc a alors pour effet de séparer ces deux pièces et de ralentir le piston en accélèrant brusquement l'outil . Le piston et l'outil prennent par suite les positions indiquées sur la fig. 3; une partie de l'air contenu dans la chambre 11 peut s'é- chapper par les trous 7 et 8 ,ce qui diminue l'effet de détente et par suite le rebondissement du piston, il y a alors arrêt automatique
Enfin, on peut encore supprimer l'effet de freinage causé par l'arrivée d'air comprimé par le con-
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duit 6 et exerçant une pression latérale sur le piston pendant son mouvement,après fermeture de ce conduit Pour cela, il suffit de faire déboucher ce conduit dans une gorge annulaire 15 qui n'est représentée que sur la fig. 4 .
Cet effet de freinage étant supprimé, le rebondissement est évité, dans le cas d'arrêt automa- tique, en créant un échappement plus copieux par les trous 7, en choisissant judicieusement les positions et les dimensions de ces trous, de manière à réaliser un grand nombre de réglages différents qui permettent d'obtenir, suivant l'alésage du cylindre.* le mode d'emmanchement de l'outil dans la douille 5 le poids du piston, etc... tel ou tel genre d'arrêt automati- que progressif ou non, ou de marche à vide amortie qu'on désire obtenir suivant le but considéré .
REVENDICATIONS
1 La création dans le cylindre d'un marteau pneumatique d'un coussin d'air qui joue le rôle d'amortisseur pour le piston, qui empêche le choc de celui-ci sur les parties constitutives du marteau et qui dans certain cas poussera en avant l'appareil tout entier,pour le faire pénétrer dans la ma- tière à désagréger .
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