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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.