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" Outil à peroussion à air oomprimé "
Dans les outils à peroussion de toute sorte, par exemple dans les marteaux perforateurs d'abattage, les outils à river, à mater, à piquer, fonotionnant à l'air comprimé, il se produit de fortes seoousses et des reculs qui rendent particulièrement difficile le travail avec ces outils. Pour éviter ces inaonvé- nients, on a bien proposé déjà d'amortir les poignées de ces outils au moyen de tampons ou autres; cependant, abstraction faite de ce que de telles constructions augmentent le poids de l'outil et diminuent sa maniabilité dans une mesure inadmissible, on ne pouvait éviter ainsi la formation et l'effet des reouls et des secousses.
Dans les outils à peroussion avec une distribution par soupapes ou par oscillations, on a déjà proposé en outre de laisser sortir du cylindre - par soupapes spéciales d'éohappement à la compression - l'air d'échappement qui reste encore dans le cylindre après fermeture, par le piscn de percussion,
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des orifices d'éohappement et qui ne peut pas être envoyé dans l'atmosphère par la soupape d'inversion pour l'air frais.
On voulait obtenir ainsi les avantages des outils à percussion à distribution par tiroir, dans lesquels l'air d'échappement nuisible était enlevé par des canaux spéciaux d'évacuation d'air, en général dirigés au-dessus des tiroirs; pour cette raison, ces soupapes d'échappement à la oompression travaillaient de manière à s'ouvrir pour une faible pression et à laisser fuir l'air d'échappement, tandis qu'elles se fermaient quand était'atteinte la pression de fonotionnement pour éviter une perte d'air frais qui pénètre alors par la soupape prinoi-. pale.
L'invention repose sur la constatation que les reculs produits dans les outils à peroussion de toute sorte sent dû prinoipalement à ce que, dans ses diverses courses et à cause de sa force vive, le piston de percussion porte à une compression élevée,'*'!'air qui reste encore sur sa face arrière du moment, après fermeture des canaux d'échappement ou l'air frais qui pénètre déjà par suite de l'inversion de l'organe de distribution ; le piston de percussion transfère ainsi son énergie oinétique à l'enveloppe du marteau.
Partant de cette constatation, l'idée fondamentale de l'invention est d'éviter cette forte surcompression de l'air sur la face arrière momentanée du piston, et de freiner doucement la force vive du piston, sans transmission à l'enveloppe du marteau. Conformément à l'invention, la compression qui se produit lors du recul du piston est maintenue égale ou sensiblement égale à la pression de fonctionnement momentanée.
L'air qui est à chaque moment sur la faoe arrière du piston est bien,ainsi, comprimé jusqu'à la pression de fonctionnement, pour permettre l'actionnement des organes d'inversion qui travaillent en général à la pression de fonctionnement, mais cependant on évite toute suroompression reoonnue nuisible suivant l'invention.En outre
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et conformément à l'invention, on peut soit éviter une telle suroompression sur une seule face, par exemple du côte du fond du oylindre, soit sur les deux faoes du piston de percussion.
L'invention se propose également de conduire dans le réseau ou dans l'échappement la surpression créée sur la face correspondante du piston lors de la course de retour.
Conformément à l'invention, chaque face du piston se trouve en outre sous l'action d'un dispositif de sûreté ou analogue réglé au voisinage de la pression de fonctionnement.
Ces dispositifs de sûreté peuvent être constitués par exemple par des soupapes ou autres chargées à la pression de fonctionnement par des ressorts ou par des moyens pneumatiques .par l'intermédiaire desquels chaque faoe du piston est en relation aveo le réseau ou l'échappement.
Pour éviter avec certitude une surcompression provoquée par un retard du moment de fonctionnement des soupapes, ces dernières sont, conformément, à l'invention, fabriquées pour une faible course et, lorsqu'elles travaillent d'une manière pneumatique, elles ont des faces d'appui de dimensions telles que le fonctionnement de la soupape commence aussitôt que l'on atteint la pression pouvant encore être considérée comme admissible.
Au dessin ci-joint, on a représenté, à titre d'exemples non limitatifs, deux formes de réalisation de l'objet de l'invention. sur ce dessin :
Fig. 1 représente un outil à percussion à l'air comprimé, conforme à l'invention, dans lequel les deux faces du piston de percussion ou du cylindre du marteau sont munies de soupapes d'échappement de surpression, et
Fig. 2 représente une forme de réalisation simplifiée comportant une soupape d'échappement de surpression seulement sur une face du fond du cylindre ou du côté de la poignée de l'outil.
Les mêmes éléments sont, en outre, désignés par les mêmes références.
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1 désigne le piston de peroussion, 2 l'espace cylindrique situé au-dessus du piston de percussion, et 3 l'espaoe oylindrique au-dessous de celui-ci. 4 est l'organe d'inversion et 5 et 6 sont des canaux par lesquels les faoes cylindriques 2 et 3 peuvent être reliées à l'échappement ou au niveau par l'intermédiaire des soupapes de surpression 7 et 8. Lorsque, par arrivée d'air frais dans l'espace cylindrique 3, le piston de percussion 1 est lancé vers le haut à partir de la position représentée au dessin, il comprime, par suite de sa force vive après fermeture des canaux d'échappement, l'air se trouvant sur sa faoe arrière dans l'espace cylindrique 2, ou l'air frais pénétrant déjà -pour inverser sa course dans le sens du travail - par l'inversion de l'organe de distribution 4.
La soupape de surpression 7 est, d'une manière analogue à la soupape 8, reliée par un canal 9 au réseau d'exploitation ou à l'amenée d'air frais ; lesfaoes d'appui 10 et 11 de la dite soupape sont oaloulées dans un rapport super- fioiel tel qu'elle met le sanal 5 en communication par l'intennédiaire du canal 12 aveo l'échappement ou le réseau d'exploitation 13, lorsque la compression engendrée par la oourse de recul du piston de percussion 1 dans l'espace cylindrique 2 est égale ou sensiblement égale à la kaleur de la pression momentanée de fonctionnement.
Si l'on descend au-dessous de la valeur de la pression considérée comme encore admissible dans l'espaoe oylindrique 2, la soupape 7 se ferme par suite de sa mise en communication, par l'intermédiaire du canal 9, aveo l'amenée d'air frais et, après freinage de la force vive du piston de percussion,l'air frais pénétrant dans l'espace cylindrique 2 est exclusivement utilisé pour le mouvement de descente du piston de percussion.
De même, lors du mouvement de descente du piston de percussion 1, il se développe par le canal 6 ou la soupapede surpression 8 une surcompression de l'airse trouvant sous le piston dans l'espaoe cylindrique 3, les mêmes parties étant désignées pour la soupape 8 par les mêmes références que pour la soupape 7.
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Pour obtenir une oourse aussi petite que possible et un faible retard du moment de fonctionnement des soupapes 7 et 8, celles-ci comportent, sur leurs faoes tournées vers les espaces cylindriques 2 et 3, un prolongement 14 qui est guidé dans un alésage circulaire et qui a une surface de seotion plus faible que l'alésage dans lequel il est conduit. Comme le montrent les arêtes longitudinales 15, les prolongements 14 peuvent être de section triangulaire ou quadrangulaire ou même être elliptique: Il en résulte que les oanaux 5 et 6 sont mis en relation avec le canal 13 au moindre déplaoement des soupapes 7 et 8.
Dans l'exemple de réalisation de fig. 2, qui représente un mode de construction particulièrement simple, le canal 5 est relié, du oôté de la poignée de l'outil,avec une soupape 16 qui est chargée par un ressort 17. La soupape 16 est disposée parallèlement à l'axe de l'outil et peut être, en même temps que le ressort 17, facilement introduite et remplacée par dévissage ou par serrage du bouchon à vis 18. Ce bouchon 18 permet en outre de régler la pression du ressort 17 sur la soupape 16. En position normale, la soupape 16 ferme d'une manière étanohe l'intérieur du cylindre du marteau par le siège de soupape 19.
Lorsque, dans son mouvement de descente pendant la course de percussion, le piston de percussion 1 dépasse les canaux d'échappement 20 et d'évacuation d'air 21, il se forme devant lui, dans l'espace 3, un coussin de oompression.Etant donné toutefois que la compression de l'air d'évacuation de ce ooussin de compression, qui se trouve encore devant le piston , transmet l'effet de peroussion sur l'enveloppe'du marteau, ce ooussin de compression est, dans cette forme de réalisation de l'invention, laissé invariable, d'autant plus qu'il peut avoir l'avantage d'éviter des heurts du piston 1 sur l'enveloppe du marteau dans le cas où l'outil 22 s'avanoerait trop loin.
Lorsque le piston de percussion 1 arrive sur le ooussin de compression se trouvant
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devant lui ou sur l'outil 22, le piston rebondit vers le haut.
Ce mouvement de montée est augmenté jusqu'à une grande vitesse, par inversion du tiroir tubulaire 4, par l'air frais qui pénètre alors par le canal 23. Si, dans son mouvement de montée, le piston 1 dépasse les oanaux d'évacuation d'air 24 agissant pour sa oourse de retour, il suroomprime, grâoe à son énergie oinétique, l'air d'échappement se trouvant encore devant lui. Le mouvement du piston ne peut toutefois pas transmettre, sous forme de réaction, cette surpression à l'enveloppe du marteau aar,par le oanal 5, la soupape 16 est soulevée de son siège 19 oontre l'action du ressort 17 et laisse échapper par l'alésage 25 de l'air de l'espace cylindrique du oôté du fond, dès que la pression de fonctionnement momentanément efficace est dépassée.
La charge de la soupape 16 par le ressort 17 est réglée à cet effet par le bouchon vissé 18 suivant les conditions de fonctionnement du moment, c'est-à-dire suivant la pression momentanée d'air frais. Par conséquent, seule la surpression est évacuée par l'ori- fice de la soupape 16 tandis qu'il reste maintenue dans le cylin- dre, pour l'inversion du tiroir 4, une compression allant jusqu' la valeur de la pression de fonctionnement environ, étant donné que la soupape 16 se ferme lorsque cette pression est atteinte.
Du côté du fond du cylindre, on empêche donc aveo une complè te certitude, conformément à l'invention, la formation d'une surpression transmettant sous forme de réaction le recul au oarter du marteau, que le tiroir 4 ouvre à temps les canaux d'évacuation d'air 24 ou qu'il les tienne encore fermés par suite d'un mouvement trop rapide de montée du piston de peroussion 1.
L'invention n'est toutefois nullement limitée aux exemples de réalisation représentés; bien plus, elle peut également être réalisée sous une autre forme de même principe. Bien que l'avantage réalisé soit d'une grande importance dans les marteaux d'abattage pour le charbon, l'invention est cependant aussi ap - plioable aux outils de percussion de même genre, tels que mar-
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teaux perforateurs, marteaux à mortaiser, marteaux riveurs ou autres analogues.
En outre, le domaine d'application de l'inventim n'est également nullement limité aux outils de percussion à dis- tribution à tiroir; bien plus, son idée fondamentale peut être réalisée dans tous les autres modes d'emploi de distributions.Il est vrai que la disposition de la soupape d'éohappement de surpres- sion sur la faoe frontale du fond du cylindre présente un avantage spécial; on peut cependant envisager une disposition en tout autre point queloonque du cylindre sans rien échanger à l'essence de l'in- vention.
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"Compressed air punching tool"
In punching tools of all kinds, for example in felling rock drills, riveting, matting, poking tools, funotionning with compressed air, strong pressure and setbacks occur which make it particularly difficult. working with these tools. To avoid these drawbacks, it has already been proposed to cushion the handles of these tools by means of buffers or the like; however, apart from the fact that such constructions increase the weight of the tool and decrease its handling to an inadmissible extent, the formation and effect of kickbacks and jolts could not thus be avoided.
In percussion tools with valve or oscillation distribution, it has already been proposed, moreover, to let out of the cylinder - by special compression exhaust valves - the exhaust air which still remains in the cylinder after closing. , by the percussion pool,
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exhaust ports and which cannot be sent to the atmosphere through the changeover valve for fresh air.
It was thus desired to obtain the advantages of impact tools with distribution by drawer, in which the harmful exhaust air was removed by special exhaust air channels, generally directed above the drawers; for this reason, these overpressure exhaust valves worked to open at low pressure and let exhaust air leak out, while they closed when operating pressure was reached to avoid a loss of fresh air which then enters through the main valve. blade.
The invention is based on the observation that the setbacks produced in percussion tools of all kinds are due mainly to the fact that, in its various strokes and because of its dynamic force, the percussion piston brings to a high compression, '* '!' air which still remains on its rear face at the moment, after the exhaust ducts have been closed, or the fresh air which is already entering as a result of the inversion of the distribution member; the percussion piston thus transfers its oinetic energy to the envelope of the hammer.
Based on this observation, the fundamental idea of the invention is to avoid this strong over-compression of the air on the momentary rear face of the piston, and to gently brake the live force of the piston, without transmission to the envelope of the hammer. . According to the invention, the compression which occurs during the recoil of the piston is kept equal or substantially equal to the momentary operating pressure.
The air which is at each moment on the rear side of the piston is well, thus, compressed up to the operating pressure, to allow the actuation of the reversing members which generally work at the operating pressure, but however any detrimental reoonnue overpressure is avoided according to the invention.
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and according to the invention, it is possible either to avoid such an overpressure on only one side, for example on the side of the bottom of the cylinder, or on both faoes of the percussion piston.
The invention also proposes to conduct in the network or in the exhaust the overpressure created on the corresponding face of the piston during the return stroke.
According to the invention, each face of the piston is furthermore under the action of a safety device or the like set in the vicinity of the operating pressure.
These safety devices can be constituted, for example, by valves or others charged at the operating pressure by springs or by pneumatic means. Through which each faoe of the piston is in relation with the network or the exhaust.
In order to avoid with certainty over-compression caused by a delay in the operating moment of the valves, the latter are, in accordance with the invention, manufactured for a short stroke and, when working in a pneumatic manner, they have faces of the valve. The support of such dimensions that the operation of the valve commences as soon as the pressure which can still be considered admissible is reached.
In the accompanying drawing, two embodiments of the subject of the invention have been shown by way of nonlimiting examples. on this drawing :
Fig. 1 shows a compressed air impact tool, according to the invention, in which the two faces of the impact piston or of the hammer cylinder are provided with overpressure exhaust valves, and
Fig. 2 shows a simplified embodiment comprising an exhaust relief valve only on one face of the bottom of the cylinder or on the side of the handle of the tool.
The same elements are, moreover, designated by the same references.
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1 designates the percussion piston, 2 the cylindrical space above the percussion piston, and 3 the cylindrical space below it. 4 is the reversing member and 5 and 6 are channels through which the cylindrical faoes 2 and 3 can be connected to the exhaust or to the level by means of the pressure relief valves 7 and 8. When, by inlet of 'fresh air in the cylindrical space 3, the percussion piston 1 is launched upwards from the position shown in the drawing, it compresses, as a result of its live force after closing the exhaust channels, the air is located on its rear faoe in the cylindrical space 2, or the fresh air already entering - to reverse its course in the direction of work - by the inversion of the distribution member 4.
The pressure relief valve 7 is, in a manner analogous to the valve 8, connected by a channel 9 to the operating network or to the supply of fresh air; the bearing faoes 10 and 11 of said valve are coalesced in a surface ratio such that it places the sanal 5 in communication via the channel 12 with the exhaust or the operating network 13, when the compression generated by the recoil oourse of the percussion piston 1 in the cylindrical space 2 is equal or substantially equal to the value of the momentary operating pressure.
If we drop below the value of the pressure considered as still admissible in the cylindrical space 2, the valve 7 closes as a result of its placing in communication, via the channel 9, with the supply. fresh air and, after braking the live force of the percussion piston, the fresh air entering the cylindrical space 2 is exclusively used for the downward movement of the percussion piston.
Likewise, during the downward movement of the percussion piston 1, it develops through the channel 6 or the pressure relief valve 8 an over-compression of the air located under the piston in the cylindrical space 3, the same parts being designated for the pressure. valve 8 with the same references as for valve 7.
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In order to obtain as small an oourse as possible and a slight delay in the operating moment of the valves 7 and 8, these have, on their faoes facing the cylindrical spaces 2 and 3, an extension 14 which is guided in a circular bore and which has a lower seotion surface than the bore in which it is driven. As shown by the longitudinal ridges 15, the extensions 14 can be of triangular or quadrangular section or even be elliptical: The result is that the channels 5 and 6 are connected with the channel 13 at the slightest displacement of the valves 7 and 8.
In the exemplary embodiment of FIG. 2, which represents a particularly simple method of construction, the channel 5 is connected, from the side of the handle of the tool, with a valve 16 which is loaded by a spring 17. The valve 16 is arranged parallel to the axis of the tool and can be, at the same time as the spring 17, easily inserted and replaced by unscrewing or by tightening the screw cap 18. This cap 18 also makes it possible to adjust the pressure of the spring 17 on the valve 16. In position Normally, valve 16 tightly closes the inside of the hammer cylinder through valve seat 19.
When, in its downward movement during the percussion stroke, the percussion piston 1 passes the exhaust 20 and air discharge 21 channels, a compression cushion is formed in front of it, in the space 3. Given, however, that the compression of the exhaust air from this compression cushion, which is still in front of the piston, transmits the peroussion effect on the envelope of the hammer, this compression cushion is, in this embodiment of the invention, left invariable, especially since it can have the advantage of avoiding collisions of the piston 1 on the casing of the hammer in the event that the tool 22 would advance too far .
When the percussion piston 1 hits the compression cushion located
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in front of it or on tool 22, the piston bounces upwards.
This upward movement is increased up to a high speed, by reversing the tubular slide 4, by the fresh air which then enters through the channel 23. If, in its upward movement, the piston 1 exceeds the discharge channels of air 24 acting for its return oourse, it overoomprime, thanks to its oinetic energy, the exhaust air still being in front of it. However, the movement of the piston cannot transmit, in the form of a reaction, this overpressure to the casing of the aar hammer, via the channel 5, the valve 16 is lifted from its seat 19 against the action of the spring 17 and lets escape by the air bore 25 of the cylindrical space on the side of the bottom, as soon as the momentarily effective operating pressure is exceeded.
The load of the valve 16 by the spring 17 is adjusted for this purpose by the screwed cap 18 according to the operating conditions of the moment, that is to say according to the momentary pressure of fresh air. Consequently, only the overpressure is discharged through the orifice of the valve 16 while it remains maintained in the cylinder, for the reversal of the spool 4, a compression up to the value of the operating pressure. approximately, since the valve 16 closes when this pressure is reached.
On the side of the bottom of the cylinder, one therefore prevents with complete certainty, in accordance with the invention, the formation of an overpressure transmitting in the form of a reaction the recoil to the oarter of the hammer, that the slide 4 opens the channels in time. air discharge 24 or keep them still closed due to a too rapid upward movement of the perusing piston 1.
The invention is however in no way limited to the embodiments shown; moreover, it can also be carried out in another form of the same principle. Although the advantage achieved is of great importance in blasting hammers for coal, the invention is however also applicable to percussion tools of the same kind, such as mar-
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rotary hammers, mortising hammers, riveting hammers or the like.
In addition, the field of application of the inventim is also in no way limited to percussion tools with a drawer distribution; moreover, its basic idea can be realized in all the other instructions for use of distributions. It is true that the arrangement of the exhaust pressure relief valve on the front side of the cylinder bottom presents a special advantage; however, it is possible to envisage an arrangement at any point other than the cylinder without changing anything to the essence of the invention.