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"OUTIL FFA?'PiUF-ELk;i;TR0iv7AGfvLTIQUL' .
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La présente invention concerne un outil frat:J:I,=,ur électro- magnétique muni d'une bobine de frappe et d'une bobine da retour, ainsi que d'un moyen élastique pour le renversement du mouvement de l'annature de 1'électro-aimant, après sa coursa de retour, la dite armature contrôlant un dispositif distributeur pour les bobines.
Des outils frappeurs électromagnétiques ce cette espèce, pour courant continu,par exemple de l'espèce dans laquelle l'ar- mature de 1'électro-aimant, ou la masse frappante constituant cette armature, est mise en mouvement de va et vient par les bobines de l'électro-aimant mises alternativement en et hors circuit, et dans laquelle la mise en et hors circuit des bobines
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est réalisée par aii dispositif'distributeur actiowié ou contrôlé par l'armature ou par la masse frappante elle-même,n'ont pas pû
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trouver jusqu'ici une application pratique,malgré les avantages
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offerts par la simplicité, da leur construction mécanique.
La cause réside,- abstraction faite des diffioultés offerts
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par le dispositif distributeur,difficultés pouvant toutefois être
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considérée..: comr.e surmontables,- principalement dans le rendement non satisfaisant par suite de(perteµ¯ pourcciituelles trop élevées par effet Joule,et partant dans la puiosance utile de frappe trop
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faible comparativement à la dépense en matériaux de construction et à la puissance consommée.
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Il serait possiula en soi d'augmenter la puissance utile de
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frappe par augmentation de la puissance électrique débitée, mais
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l'expérience a montré que le àgertes 1 par effet Joule dans les 'oobin::. de l'électro-aimant augmenteraient dans ce cas dans une mesure au moins égale, en provoquant un échauffement iriaànisxi- bio de l'outil entier. De même, il serait possible de diminuer sur- tout les pertes par .è.fft ,Joule par augmentation de la section des conducteurs des bobines, mais ceci entraînerait une dépense écolo- miquement inadrriswible en matériaux et en outre un poids01a'ITé ren- dant las manipulations difficiles. Il est donc impossible d'attein- dre par le moyens QOl.úlUS\:"ÙfômantioL.1llE;:'; une amélioration radicale.
Pour surmonter Ijb difficultés susdites l'invention propose da: dibpoci'LiOiiS dont ie eut commun consiste dans la diminution des Nrt.::. 3Ú .potjr-u,1,tage pas effet Joule Jt partant an une amélioration ou r-::Llda:TB1...t aiusi qu'en une augmentation de lajpui&sance utile
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da frappe, dispositions applicables aussi bien séparément, que, très
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avantageusement, d,,.s leur Jll±3ffi01e.
Suivant l'ir...vlltion,la".1'.::mbr3;;;' # de spires et lesseotions des conducteurs des boüirms diffèrent de manière à ce que la résistance ,aatriqÙ.d du circuit de la oobine de frap-pe représente une Traction d3 la résistance du circuit da la bobine àe retour,de l'ordre de 1/3 à 1/8. Il en résulte que les pertes an pourcentage par effet
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Joule, sont diminuées .parce que le débit reçu par les bobines de-
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vient plus'uràif orma. Car 0' est la bobine dont l'excitation est la
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plus courte qui supporte le courant le plus fort.
Par cette disposition, qui est applicable avec; le même effet aux outils frappeurs à courant continu qu.'à ceux à courant alter- natif, on parvient donc à ce que,par course, le travail de frappe fourni par la bobine de frappe est aussi grand, ou plus grand, que celui fourni par la bobine de retour,malgré que la durée de fermeture du circuit de la bobine de frappe,donc aussi le temps disponible pour la réalisation du travail par course, n'est qu'une fraction,- de l'ordre d'environ 1/2 à 1/4,- de la durée de ferme.. ture du circuit de la bobine de retour.
La différence des durées de fenneture des dits circuits résulte de ce qu'après terminaison de la course de frappe, l'armature, ou la masse frappante,vient presque ou entièrement au repos par suite de la transformation de son énergie cinétique en travail de frappe, de rivetage, de burinage, ou autre, de sorte que sa vitesse initiale dans la cour- se subséquente de retour n'est que faible,tandis qu'après termi- naison de la course de retour et après avoir subi l'accélération de renversement par le ressort de rebondissement, la dite armature, ou masse frappante, commence sa course de[frappe déjà avec une vi- tesse initiale considérable.
La différence qui résulte de ce qui précède, des durées des courses de frappe et de retour, à des- longueurs égales de ces deux eourses, entraine,- par suite de la dépendance des mouvements du distributeur des bobines des meuve - ments de l'armature, ou de la masse frappante,- une différence correspondante des durées de fermetures des circuits. Il en est de même, si par suite d'une construction appropriée du dispositif distributeur, les bobines sont mises en circuit déjà un peu avant le commencement de la course correspondante del'armature, ou généralement lorsque la durée de fermeture des circuits n'est pas égale à la durée des courses.
Alors que l'exécution très différente des deux bobines sui- vant l'invention aurait pour effet, qu'en cas de fermeture da circuit de longue durée la bobine de frappe recevrait un multiple du débit électrique reçu par la bobine de retour,et serait du fait
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oaU\:,;':'4f .1- rapidement détruite par effet Joule que la 'Di' iiie de retour, om parvient suivant la présente invention.par une fermeture beaucoup it.sj4ourta du circuit da la bobina de i'rap.a, à un échauf- fer:nt .viro. al des deux bobines, donc à une utilisation maxi- me. è; l'outil entier.
Cette disposition de bobines très âiz"f;rirltaviartre elles, au .oint da vue de leur D(mord de spires,de leur résistance et de la durée ée leur s..;ti,jl,ajjtraicàe pour les outils frarpeurs de toutegrandeur une ,u:erltatioi marquante de .La puisse utile de frape .
,une car:l"t0ristiq(;.,) ultérieure de 1'inventi.n réside dans la
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fait que, par une adaptation mutuelle des Grandeurs électriqueB et
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ibécaniques de 1 "'outil frappeur,la constante de temps électrique d'au irc-ins de l'une des bobines élaatrarranti:,ues est assimilée à la durée de fermeture lie son circuit ,-durée correspondant à celle du mouvement de 4ourse:orraspondant de l'armature électro- IJ1:;6n,ti(;.u.:i,- d'une :;3.úièra telle que larapport
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constante de temps au début de la course . soit au moins = 0,5- dur3e de iorr:atur du circuit
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Ce rapport, est le plus favorable lorsque l'outil frappeur
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éleutroma$g1;
àtigu.> est relise suivant l'invention de manière, à ce que la constat de temps électrique de chaque bobine de l'1'30trc-aj.mant, dans la positif ..coupée par l'armature, ou la masse frappante ,au début de sa course correspondant à la bobine do.M, soit à la durée da fermeture du circuit de la bobine an u-n rapport supérieur à 0,7. Une augmentation de ce rapport au dessus da 1 ,0,1>'a.pporte qu'un avanta;e ultérieur relativement
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petit.
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Pour la maintien en pratiqua, du rapport de Inconstante de temps suivant l' W.vantio il est nécessaire de mettre en con- cordance la valeur absolue de la puissance élaotriÇlU3 absorbée, avec les dimensions,la masse et. le nombre de .eeurss par seconde
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de l'armature , vu qu'ici, comma dans d'autres machines électri-
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ques, la densité du courant dans les bobines n'ose pas dépasser certaines valeurs établies par l'expérience.
Si par exemple les pertes par effet Joule se montrent trop élevées dans un outil frappeur déjà exécuté, il est possible d'y remédier,- sans chan- ger le nombre de spires et la résistance de bobine d' élestro- aimant,- soit par le raccourcissement de 1(longueur de la course, ou par diminution de la masse de l'armatura, d' où, dans les deux cas, le nombre de coups par seconde augmente et la durée de ferme- ture de circuit diminue, ou par augmentation de la section trans- versale de l'armature,- avecconservation de salasse,-ou finale- ment par une conformation plus favorable des faces limitant l'en- trefer ou les entrefers,par exemple en leur donnant une forme coni- que.
Les deux dernières de ces mesures entrainent une augmenta- tion de la conductibilité magnétique et du fait une augmentation de la constante de temps électrique au début de la course. Toutes ces mesures ont pour effet commun, une diminution de la puissan- ce électrique absorbée et une diminution des pertes par effet Joule, avec amélioration simultanée du rendement,sans avoir pe- soin de diminuer la puissance utile da frappe.
Dans l'application de la déposition suivant le rapport de la constante de temps, ou des constantes de temps,conforme à l'invention,aux outils à deux bobines,la grande différence des durées de terne turc des circuits exige que les\constantes de temps soient également différantes, c'est à dire que celle de la bobine de retour soit considérablement plus grande que ::elle de la bobine de frappe.
Cela peut entraîner des difficultés dans la réalisation pratique, surtout des outils frappeurs de dimensions relativement petites,surtout dans le casoù l'espace disponible pour les enroulements de la bobine de retour ne peut pas être ren- du supérieur, ou seulement de très peu supérieur., à celui pour la bobine de frappe .
Vu qu'à titre de simplicité constructive la section trans- versale du circuit magnétique dans les deux 'bobines est le plus souvent la même, à cause de l'armature, ou de la masse frappante, travaillant dans les deux sens,les faces limitant les entrefers
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aux deux extrémités da l'armature d'électro-aimant et les faces
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opposées du coté da 1 c)ola de frappe et du côté de l'bobine de r2t,,)d diffèrent s\J:!:v"ùt l'inventiun les uries des autres de manière, à ce qu'au début de la course la conductibilité magnéti- que du circuit magnétique de la bobine de retour soit plus grande que celle du circuit -magnétique da la bobine de frappe .
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La différence des crnstantes da temps au début des courses, dûa à la différence des conductibilités magnétiques-initiales, peut dans de nombreux cas, suffire comme assimilation aux différentes durées ds fermeture cas circuits deux bobines. Dans les cas ou
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cette mesure i.e suffirait pas, onjpeut la seconder par le fait qu' on réserve ?. la bobine de retour une plus grande partie de l'es- parce tctal disponiole pour les enroulements que pour la bobine de frs.,-p3. Dans la zat-;quu il suffit par exemple que le rapport da la constante de temps soit de 0,6 pour la bobine de retour, et de
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0,9 pour la 1,4,i:a de frappe.
Vu vue ce rapport est le plus souvent, plu grand pour la bobine de frappe que pour la bobine de retour al1 vj que, par conséquent,les pert01l pourcentage par effet Joule,- qui diminuent fortement avec l'au.:ioisser#nt du rs.)pcrt de la constante de temps,- peuventjetre maintenues beau- coup plus petites dans la bruina de frappe que dans la bobine de retour, il est inversement possiols,pour un échauffement égal
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das deux .,obinss, dc rendre la pùisaY.ae utile de frappe da la u¯,:.,i de irepe plus grande qu3 celle c-e la booÍne da retour.
Le dessin regràszite bzz titre d'exemple non limitatif un exemple d'exécution d'un outil frappeur suivant l'invention.
D3.n& ce dessin 1 désigne la r"3.ssd frappante en fer ou en acier pour dynamos, guidée de manière longitudinalement àéplaga- blé dans ùIl tuâe 2 ,de ....rfdr3Iiü3 en Dakelite, ou en une matière isolante semblable de bonne résistance mécanique. Sa section trans- versale peut être ronde, du quadrangulaire comme représenté au des-
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sin. La masse frappante constitue l'armature--de deux circuits magnétiques formés,dans l'exemple représenté, par les tôles
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de culasse 3,3' et les pôles 4,4' ccmposés Égal-amant de tôlesi- vées. Tout le système d'aimantation est logé dans un carter 5 par@exemple en métal léger, en y étant fixé par des vis 6.
Les cir- cuits magnétiques sont excités par las bobines d'électro-aimant
7 et 8,la bobine de frappe 7 provoquant la course de frappe, et la bobine de retour 8 la course de retour de la masse frappante 1 .
Dans le pôle 4 est prévue une perforation , dans laquelle est guidé de manière facilement déplaçable en sens longitudinal le man- che 9 d'un outil, ou d'un porte-outil,par exemple d'un burin, le manche 9 pouvant en outre être assuré contre les déplacements rotatifs par une douille de guidage 32, par exemple de .section carrée.
La masse frappante l@est munie à son pourtour de rainures)ou de fentes l' ,afin de diminuer les courants parasites s'établissant , en elle par suite de la magnétisation alternative, et en outre, à l'une de ses extrémités, d'une pièce insérée 10 en acier trempé, au moyen de laquelle elle frappe sur le manche ou tige 9, tandis qu'à son autre extrémité elle est munie d'un tampon II. Ce tampon
11 passe librement par une perforation du pôle 4' et bute peu avant la fin de la course de retour,contre le fond d'une douille 12 qui s'appuie au moyen d'une bride sur un ressort 13 préalablement - tendu.
Du fait la masse frappante est élastiquement arrêtée et re- lancée an course'de frappe avec une certaine vitesse initiale.
La douille 12 et le ressort 13 sont à leur tour guidés dans' le logement 15 du ressort.
Sur le tampon 11 sont disposés deux ressorts à boudin
14,14' dont une-extrémité est immobilisée par quelques spires plus serrées sur tampon 11. En outre le ressort 14 s'appuie contre un épaulement du tampon,et le ressort 14' eontre deux éorous 16 vissés sur l'extrémité libre du tampon et bloqués l'un contre l'au- tre,tout en guidant le tampon dans la douille 12. Les ressorts
14,14' près sent,vers la fin de la course de frappe, respective- ment de la course de retour,sur un levier de contact 17 monté de
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manièra pivotante sur une oupill-e l2. dans un support utilement en matière isola..ta, par exemple dans le carter 18.
Le levier de 17 est muni d'un trou uentr8.1 par.equ#i le tampon pisse librement.Il fvrtcl deux üvntauts par exemple en tungs- tèce 20 et 20' qui sa posent alternativement sur lLes)uo<itacts fixes 21,21' larsq.... la position du levier de contact 17 est renversée par les ressorts s 1 4 , ISI ' .
Pour maintenir le levier 17 dans ses positions de contact il est prévu un levier d'arrêt 22 articulé d'une part à l'extrémité libre du levier de contact
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JE7 3t d'autre part à un ressert 23 tendu d'avance dans la dirao- tion du levier de onrt:4t de sorte que le levier de contact z et le levier d'arrêt 22 forment une genouillère maintenue sous pression longitudinale. Au lieu d'un levier d'arrêt rigide 22 articule à un ressort 23. le levier d'arrêt pourrait être constitué lui-même par un court ressort à boudin monté de manière
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iixs 1 soix extrémité libre .Les cofitactsfixes 21,21' sont montés sur des supports de contacts,fixes à leur tour au carter isola- teur 18.
En vertu da l'action d'arrêt du levier d'arrêt 22 ,le la-
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vier de contact tri 'est maintenu dansisa position de contact donnd3, encore pendant une courte dur';,:! après le ccnfpencement de la puussue des ressorts 14,14' , jusqu'à ce que ces d,,rniars ient acquis une tension suffisante peur vaincre l'action d'arrêt du dispositif 22. Alors le levier de contact passe avec une très grande rapidité dans son autre position de contact .En outre, la disposition décrite de l'ensemble du distributeur empêche un rebondissement des ccntacts mobiles 20,20' lors de leur rencontre
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av,&< les'contacts fixes 2I,2I' ,vu que lesr'.::
8sorts 14,14' ,tendus d'avance, pressent encore pendant le @ de la course suivan-
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te le levier de e'- îLtt9.Gt ¯g± contre les contacts fixes . Pour di- minuer 1"a;.ure désarticulations du dispositif distributeur et pour augmenter ainsi son aptitude au service continu,la levier d'arrêt 22 peut être constitué en bakelite, et pour éviter le
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passage du courant par l'articulation 19 on peut disposer un res- sort d'amenée de courant 24 de la manière représentée, ou d'une manière similaire.
Le support 18 est amovible. Par conséquent tous les éléments du distributeur sont disposés sur le dit support commun, monté avec eux sous forme d'une unité interchangeable dans l'outil . Ceci offre l'avantage qu'en cas de dérangements éventuels des.contacts le distributeur endommagé peut être remplacé en quelques tours de main par un nouveau, sans que l'outil frappeur doive être en- voyé à l'atelier de réparation.
Le raccordement complet de l'outil est représenté schémati- quement par traits interrompus. Une source de courant 25, par exem- ple un générateur de courant continu, est relié par le conducteur 26 à un commutateur à main 27, 27', actionné au moyen d'une touche ou poussoir 28,. montée dans la poignée du carter 5 de l'outil. Le commutateur 27, 27' est relié aux borne(d'entrée des bobines 7 @ et 8., dontleabornes de sortie sont reliées aux contacts fixes 21 et 21'. De ces derniers partent des conducteurs 28 ,28' vers les condensateurs 29, 29' ,dont la seconde armature est reliée à l'autre pôle de .la source de courant 25.
A ce dernier pôle est relié également le levier de contact 17 par l'intermédiaire du ressort d' amenée 27 et du conducteur 30.
Les conducteurs 26,28,28' et 30 forment en réalité un câble à 'quatre condusteurs ou âmes, introduit par exemple dans la poignée du carter.%'. Les condensateurs 29, 29' disposés, dans le montage représente,en parallèle aux paires de contacts,peuvent être exécutés sous forme de condensateurs électrolytiques; ils assurent une permutation pratiquement sans\étincelles, des bobines 7 et 8.
Excepté le nouveau dispositif distributeur pour les .bobines, la disposition générale de l'outil,n'est plus nouvelle en principe.
Les progrès réalisés suivant la présente invention et décrits au dé- but de la présente spécification sont obtenus par le fait,que les caractéristiques de l'élément frappeur 1 avec ses)accessoires, d'une part,et les grandeurs électriques et magnétiques des bobines
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d'électro-aimant d'autre part, sont coordonnées antre elles, - en tenant compte du vcltage de régime,- douanière, à obtenir pour le rapport de constante de temps les valeurs susmentionnées.
A cause
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de la dif 'érer09 de la durée de ferrreture des uircuits des bobi- {Jes 1 et 8.'' , et du 'aït;, aussi , cause de la différence des oons- tantes de temps n'J02 ,; saires, la conductibilité électrique du circuit magnétique de la ùocine de frappe est préférablenjent ren- due au début da la course plupetite que celle du circuit magnéti- que de la bobine de retour, et cela par une différence de ferme
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des f.1üE. Imitant lesbntrefers.
Il a été trouvé que les formes ------ les plus avantageuses sont celles représentées au dessin,
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-sot à dira des formes coniquc-sjou trapézoïdales, à savoir avec un angle iL1C:Jus d'environ 90" dans l'entrefer de la bobine de frappe, -et d'environ 40 à 50' dans l'entrefer de la bobine de retour. Pour les cutils frappeurs de grande puissance l'angle du coté de .La bobine de frappe peut toutefois être supérieur à 90 .
Le progrès ultérieur,surtout au point de vue de l'augmenta-
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tion dl9 la ;ü.7.L ttC:: utile de frappe par unité de poids da l'ou- cst obtenu par la différence de mesura des deux oobines.1. et 8 en ce sens que la. 3:::;ticn du confucteul de la bobine de flap- pua est :.'SS..mtl3.l.:n!.'.rlt #u-,;ériev.r;;et son üC.{)1brd de spireslas- sentieile-jnt inférieur, aux valeurs correspondantes de labooi- ne de retour, d'où la travail de frappe de la course da frappe peut âtre rmldu,-:r:-.isré la durée beaucoup plus g-ourte de la fermeture du uirüLÜt de la OÚI,..Í1'''''':; de frappe,- aussi .;;rand, ou rr,ên"2 aofisidéra- ci..mmit a Nlu-;r.;rad lJ...L' 0,)lui de la course de retour.
Le taux de c5.ii'f jrl.(..; des n-asurjs ces .ct'.ix,r ut âtre assilriîé aux contai- tions de travail de l'outil, qui changent danscertaines limites avec le r'",'ponèi;;;s2T,:8ct 1a fin dj la course de frappe, et pour un rebondissement très élastique, le rapport susmentionné des résis- tances des circuits des bobines sera choisi plus proche de l'unité qu'en cas de frappe non élastique, ,,'est à dira qu'en cas da fai- ble rebondissement.
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A part les limites d'échauffement, o'est l'aptitude au travail continu du dispositif distributeur pour les -bobines, qui est d'une importance pratique capitale. Il s'ast montré que le dis- positif décrit plus haut est jusqu'à présent le seul admettant un travail de plusieurs centaines d'heures sans rechange.
pour l'application de l'adaptation des grandeurs électriques et mécaniques suivant la présente invention, adaptation qui est d'une validité,générale et s'exprime par le rapport de constante de temps, ainsi que pour l'application de l'exécution différente, suivant l'invention,des circuits électriques et magnétiques des bo- bines' d'un outil à deux bobines, il est indifférent si le dispo- sitif distributeur contrôlant les\circuits est actionné par l'armature ou la masse frappante, elle-même, o'est à dire d'une manière plus ou moine imposée, ou si l'armature contrôle indirectement un dis- positif (..distributeur mécaniquementindépendant, disposé indépen- damnant de l'outil,
vu que 'dans le dernier cas la mise en et hors circuit des bobines et du fait les durées de fermeture des circuits doivent également être en concordance avec le mouvement de course correspondante de'.'l'armature. 'De plus, l'augmentation décrite de la puissance utile de frappe en vertu de la différence d'exécution des circuits électriques des deux bobines est obtenue non seulement dans les outils frappeurs travaillant au courant continu, mais aus- si et pour les mêmes raisons, dans les outils frappeurs à deux bobines travaillant an courant alternatif.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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"FFA TOOL? 'PiUF-ELk; i; TR0iv7AGfvLTIQUL'.
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The present invention relates to an electromagnetic frat: J: I, =, ur tool provided with a striking coil and a return coil, as well as with an elastic means for reversing the movement of the ring. The electromagnet, after its return coursa, said armature controlling a distributor device for the coils.
Electromagnetic striking tools of this kind, for direct current, for example of the kind in which the armature of the electromagnet, or the striking mass constituting this armature, is set in motion back and forth by the solenoid coils switched on and off alternately, and in which the coils are switched on and off
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is produced by a distributor device actuated or controlled by the armature or by the striking mass itself, have not been able to
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find so far a practical application, despite the advantages
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offered by the simplicity of their mechanical construction.
The cause lies, - apart from the difficulties offered
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by the dispensing device, difficulties which may however be
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considered ..: surmountable comr.e, - mainly in the unsatisfactory yield as a result of (lossµ¯ for the usual too high by the Joule effect, and therefore in the useful power of striking too much
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low compared to the expenditure on building materials and the power consumed.
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It would be possiula in itself to increase the useful power of
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strikes by increasing the electrical power delivered, but
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experience has shown that the damage 1 by Joule effect in 'oobin ::. of the electromagnet would increase in this case at least to an equal extent, causing iriaànisxi-bio heating of the entire tool. Likewise, it would be possible to reduce above all the losses per .è.fft, Joule by increasing the section of the conductors of the coils, but this would entail an ecologically inadriable expenditure in materials and, in addition, a reduced weight. in difficult handling. It is therefore impossible to achieve by means QOl.úlUS \: "ÙfômantioL.1llE ;: '; a radical improvement.
To overcome the aforementioned difficulties, the invention proposes da: dibpoci'LiOiiS which I have in common consists in the reduction of Nrt. ::. 3Ú .potjr-u, 1, stage not Joule effect Jt starting in an improvement or r - :: Llda: TB1 ... t so that in an increase in the useful power
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da striking, provisions applicable both separately, and, very
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advantageously, d ,,. s their Jll ± 3ffi01e.
According to the ir ... vlltion, the ".1 '. :: mbr3 ;;;' # of turns and lesseotions of the conductors of the boüirms differ so that the resistance, aatriqÙ.d of the circuit of the frap-pe coil represents a Traction d3 the resistance of the circuit of the return coil, of the order of 1 / 3 to 1/8. It follows that the losses in percentage by effect
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Joule, are reduced because the flow received by the coils of-
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comes plus'uràif orma. Because 0 'is the coil whose excitation is the
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shorter that withstands the strongest current.
By this provision, which is applicable with; the same effect with the striking tools with direct current as with those with alternating current, it is therefore achieved that, by stroke, the striking work provided by the striking coil is as great, or greater, than that provided by the return coil, although the closing time of the strike coil circuit, therefore also the time available for carrying out the work per stroke, is only a fraction, - of the order of approximately 1/2 to 1/4, - of the closing time .. ture of the return coil circuit.
The difference in the closing times of the said circuits results from the fact that after the end of the striking stroke, the armature, or the striking mass, comes almost or entirely to rest as a result of the transformation of its kinetic energy into striking work. , riveting, chiselling, or the like, so that its initial speed in the subsequent return stroke is only low, while after completion of the return stroke and after having undergone the acceleration of overturning by the rebounding spring, the so-called armature, or striking mass, begins its stroke of [striking already with a considerable initial speed.
The difference which results from the foregoing, of the durations of the striking and return strokes, at equal lengths of these two strokes, entails, - as a result of the dependence of the movements of the distributor of the coils on the movements of the armature, or striking mass, - a corresponding difference in the duration of circuit closures. It is the same if, as a result of a suitable construction of the distributor device, the coils are already switched on a little before the start of the corresponding stroke of the armature, or generally when the circuit closing time is not not equal to the duration of the races.
While the very different execution of the two coils according to the invention would have the effect that in the event of a long-term circuit closure the impact coil would receive a multiple of the electrical output received by the return coil, and would be of the fact
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oaU \:,; ':' 4f .1- quickly destroyed by the Joule effect that the 'Di' iiie back, om arrives according to the present invention. by a much it.sj4ourta closing of the circuit da the coil of the rap. a, to a heater: nt .viro. al of the two coils, therefore to maximum use. è; the entire tool.
This arrangement of coils very âiz "f; rirltaviartre them, in view of their D (bit of turns, their resistance and the duration of their s ..; ti, jl, ajjtraicàe for cold tools of any size a , u: marking erltatioi of .La can useful of frape.
, a because: the later t0ristiq (;.,) of the invention resides in the
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fact that, by a mutual adaptation of the Electric quantities B and
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ibechanics of 1 "striking tool, the electrical time constant of at least one of the elaatrarranti coils:, ues is assimilated to the closing time between its circuit, -duration corresponding to that of the 4th stroke movement: orraspondant of the electro- IJ1:; 6n, ti (;. u.:i,- of a:; 3.úièra such as the report
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time constant at the start of the race. or at least = 0.5- duration of iorr: atur of the circuit
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This ratio is the most favorable when the hitting tool
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eleutroma $ g1;
àtigu.> is read again according to the invention so that the observation of the electrical time of each coil of the 1'30trc-aj.mant, in the positive ..cut by the armature, or the striking mass, at the start of its travel corresponding to the coil do.M, i.e. the duration of the coil circuit closing in a ratio greater than 0.7. An increase in this ratio above 1, 0.1> 'a. Brings that a later advantage relatively
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small.
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For the maintenance in practice, of the ratio of Time constant according to the W.vantio it is necessary to put in agreement the absolute value of the absorbed power elaotriÇlU3, with the dimensions, the mass and. the number of .eeurs per second
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of the armature, since here it comma in other electric machines
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ques, the density of the current in the coils does not dare to exceed certain values established by the experiment.
If, for example, the losses by the Joule effect prove to be too high in a striking tool which has already been executed, it is possible to remedy this, - without changing the number of turns and the resistance of the solenoid coil, - either by the shortening of 1 (length of the stroke, or by decrease in the mass of the armature, whereby, in both cases, the number of strokes per second increases and the duration of circuit closure decreases, or by increase in the cross-section of the reinforcement, - with conservation of dirt, - or finally by a more favorable conformation of the faces limiting the gap or the gaps, for example by giving them a conical shape.
The last two of these measurements lead to an increase in the magnetic conductivity and due to an increase in the electrical time constant at the start of the stroke. The common effect of all these measures is a reduction in the electric power absorbed and a reduction in losses by the Joule effect, with simultaneous improvement in efficiency, without having to take care to reduce the useful striking power.
In the application of the deposition according to the ratio of the time constant, or of the time constants, according to the invention, to two-coil tools, the great difference in the Turkish dull durations of the circuits requires that the constants of times are also different, ie that of the return coil is considerably greater than :: that of the strike coil.
This can lead to difficulties in the practical realization, especially of striking tools of relatively small dimensions, especially in the case where the space available for the windings of the return spool cannot be made larger, or only very little larger. ., to that for the striking coil.
Considering that for constructive simplicity the cross-section of the magnetic circuit in the two coils is most often the same, because of the armature, or of the striking mass, working in both directions, the faces limiting the gaps
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at both ends of the electromagnet armature and the faces
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opposites on the side da 1 c) ola strike and the side of the coil of r2t ,,) d differ s \ J:!: v "ùt inventiun the uries of others so that at the beginning of the stroke the magnetic conductivity of the magnetic circuit of the return coil is greater than that of the magnetic circuit of the impact coil.
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The difference in the time constant at the start of the strokes, due to the difference in the magnetic-initial conductivities, can in many cases be sufficient as an assimilation to the different closing times in the case of two-coil circuits. In cases where
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this measure would not be enough, we can help it by the fact that we reserve ?. the return coil a greater part of the est- because tctal available for the windings than for the coil of frs., - p3. In the zat-; quu it suffices for example that the ratio of the time constant is 0.6 for the return coil, and
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0.9 for the 1.4, i: a typing.
Seen seen this ratio is most often, greater for the striking coil than for the return coil al1 vj that, consequently, the pert01l percentage by Joule effect, - which decrease sharply with the au.: Ioisser # nt du rs.) pcrt of the time constant, - can be kept much smaller in the impact drizzle than in the return coil, it is inversely possible, for an equal heating
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das deux., obinss, dc make the pùisaY.ae useful by typing in the ū,:., i of irepe greater than that of the return boon.
The drawing summarizes bzz as a non-limiting example an example of execution of a striking tool according to the invention.
D3.n & this drawing 1 designates the striking r "3.ssd of iron or steel for dynamos, guided longitudinally to be displaced in the shell 2, of .... rfdr3Iiü3 in Dakelite, or a similar insulating material of good mechanical resistance. Its cross section can be round, quadrangular as shown below.
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sin. The striking mass constitutes the armature - of two magnetic circuits formed, in the example shown, by the sheets
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of cylinder head 3.3 'and the poles 4.4' ccmposed Equal-lover of sheet metal. The entire magnetization system is housed in a housing 5, for example made of light metal, being fixed thereto by screws 6.
The magnetic circuits are excited by the electromagnet coils
7 and 8, the striking coil 7 causing the striking stroke, and the return coil 8 the return stroke of the striking mass 1.
In the pole 4 is provided a perforation, in which the handle 9 of a tool, or of a tool holder, for example of a chisel, is guided in an easily movable manner in the longitudinal direction, the handle 9 being able to do so. besides being secured against rotary movements by a guide sleeve 32, for example of square section.
The striking mass l @ is provided at its periphery with grooves) or slits l ', in order to reduce the parasitic currents being established in it as a result of the alternating magnetization, and in addition, at one of its ends, of an inserted part 10 of hardened steel, by means of which it strikes on the handle or rod 9, while at its other end it is provided with a buffer II. This stamp
11 passes freely through a perforation of the pole 4 'and abuts shortly before the end of the return stroke, against the bottom of a bushing 12 which is supported by means of a flange on a spring 13 previously tensioned.
As a result, the striking mass is elastically arrested and restarted in the striking stroke with a certain initial speed.
The sleeve 12 and the spring 13 are in turn guided in the housing 15 of the spring.
On the buffer 11 are arranged two coil springs
14,14 ', one end of which is immobilized by a few turns tighter on the buffer 11. In addition, the spring 14 rests against a shoulder of the buffer, and the spring 14' against two ears 16 screwed on the free end of the buffer and locked against each other, while guiding the buffer in the sleeve 12. The springs
14,14 'close feels, towards the end of the striking stroke, respectively of the return stroke, on a contact lever 17 mounted in
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pivoting manner on a l2. in a support usefully made of isola..ta material, for example in the housing 18.
The lever of 17 is provided with a hole uentr8.1 par.equ # i the tampon pisses freely.It fvrtcl two üvntauts for example in tungsten 20 and 20 'which are placed alternately on the) uo <fixed itacts 21, 21 'larsq .... the position of the contact lever 17 is reversed by the springs s 1 4, ISI'.
To maintain the lever 17 in its contact positions, a stop lever 22 is provided, articulated on the one hand at the free end of the contact lever.
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JE7 3t on the other hand to a spring 23 tensioned in advance in the direction of the onrt lever: 4t so that the contact lever z and the stop lever 22 form a toggle held under longitudinal pressure. Instead of a rigid stop lever 22 hinged to a spring 23. the stop lever could itself consist of a short coil spring mounted so
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iixs 1 sixty free end. The fixed cofitacts 21, 21 'are mounted on contact supports, which in turn are fixed to the insulating casing 18.
By virtue of the stopping action of the stop lever 22, the
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contact lever sort 'is maintained in its contact position donnd3, still for a short time;,:! after the start of the opening of the springs 14,14 ', until these d ,, rniars have acquired a sufficient tension to overcome the stopping action of the device 22. Then the contact lever passes with a very large speed in its other contact position. In addition, the described arrangement of the entire dispenser prevents rebounding of the mobile ccntacts 20,20 'when they meet
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av, & <les'contacts fixes 2I, 2I ', since lesr'. ::
8sorts 14,14 ', stretched in advance, press again during the @ of the following race-
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te the lever of e'- îLtt9.Gt ¯g ± against the fixed contacts. To reduce the disarticulation of the dispensing device and thus to increase its suitability for continuous service, the stop lever 22 may be made of bakelite, and to avoid the
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current flow through joint 19 a current supply spring 24 can be disposed in the manner shown, or in a similar manner.
The support 18 is removable. Consequently all the elements of the distributor are arranged on said common support, mounted with them in the form of an interchangeable unit in the tool. This offers the advantage that in the event of possible disturbances of the contacts the damaged distributor can be replaced in a few easy steps with a new one, without the striking tool having to be sent to the repair shop.
The complete connection of the tool is shown schematically by broken lines. A current source 25, for example a direct current generator, is connected by the conductor 26 to a hand switch 27, 27 ', actuated by means of a key or push-button 28,. mounted in the tool housing handle 5. The switch 27, 27 'is connected to the input terminals (of the coils 7 @ and 8., whose output terminals are connected to the fixed contacts 21 and 21'. From the latter leave the conductors 28, 28 'to the capacitors 29, 29 ', the second armature of which is connected to the other pole of the current source 25.
The contact lever 17 is also connected to this last pole by means of the supply spring 27 and the conductor 30.
The conductors 26, 28, 28 'and 30 actually form a cable with' four conductors or cores, introduced for example into the handle of the housing.% '. The capacitors 29, 29 'arranged, in the assembly shown, in parallel with the pairs of contacts, can be executed in the form of electrolytic capacitors; they ensure a practically spark-free permutation of coils 7 and 8.
With the exception of the new distributor device for the coils, the general arrangement of the tool is no longer new in principle.
The progress made according to the present invention and described at the beginning of this specification is obtained by the fact that the characteristics of the striking element 1 with its) accessories, on the one hand, and the electric and magnetic quantities of the coils
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electromagnet, on the other hand, are coordinated with each other, - taking into account the regime vcltage, - customs, to obtain for the time constant ratio the above-mentioned values.
Because
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of the dif 'er09 of the duration of the fitting of the uircuits of coils 1 and 8.' ', and of' aït ;, also, because of the difference in time components n'J02,; However, the electrical conductivity of the magnetic circuit of the striking ùocin is preferable returned at the start of the stroke rather than that of the magnetic circuit of the return coil, and this by a firm difference.
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of f.1üE. Imitating Lesntrefers.
It has been found that the most advantageous shapes ------ are those shown in the drawing,
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-sot to say conical trapezoidal shapes, namely with an angle iL1C: Juice of approximately 90 "in the air gap of the striking coil, -and approximately 40 to 50 'in the air gap of the coil For high power hitting cutils the angle of the side of the hitting coil may however be greater than 90.
Further progress, especially from the point of view of increasing
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tion dl9 la; ü.7.L ttC :: useful typing per unit of weight da ou- st obtained by the difference in measurement of the two coils. 1. and 8 in that the. 3 :::; ticn of the confucteul of the flap-pua coil is:. 'SS..mtl3.l.: N!.'. Rlt #u - ,; ériev.r ;; and its üC. {) 1brd of lower turns, to the corresponding values of the return lab, hence the striking work of the striking stroke can be reduced, -: r: -. is the much shorter duration of the stroke. closing of the OÚI uirüLÜt, .. Í1 '' '' '' :; striking, - also. ;; rand, or rr, ên "2 aofisidéra- ci..mmit a Nlu-; r.; rad lJ ... L '0,) him of the return stroke.
The rate of c5.ii'f jrl. (..; des n-asurjs ces .ct'.ix, r ut be assimilated to the working conditions of the tool, which change within certain limits with the r '", 'ponèi ;;; s2T,: 8ct 1a end of the striking stroke, and for a very elastic rebound, the aforementioned ratio of the resistances of the circuits of the coils will be chosen closer to unity than in the case of non-striking. elastic, ,, 'is to say that in case of weak rebound.
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Apart from the temperature rise limits, it is the continuous working ability of the distributor device for the coils which is of paramount practical importance. It has been shown that the device described above is so far the only one admitting work of several hundred hours without replacement.
for the application of the adaptation of the electrical and mechanical quantities according to the present invention, adaptation which is of general validity and is expressed by the time constant ratio, as well as for the application of the different execution , according to the invention, of the electrical and magnetic circuits of the coils of a tool with two coils, it is immaterial whether the distributor device controlling the circuits is actuated by the armature or the striking mass, it- even, that is to say in a more or less imposed way, or if the reinforcement indirectly controls a device (... mechanically independent distributor, disposed independent of the tool,
considering that 'in the latter case the switching on and off of the coils and due to the fact the closing times of the circuits must also be in agreement with the corresponding running movement of the armature. 'In addition, the described increase in the useful striking power by virtue of the difference in execution of the electrical circuits of the two coils is obtained not only in the striking tools working with direct current, but also and for the same reasons , in two-coil striking tools working with alternating current.
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