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"Perfectionnements aux marteaux à combustion interne"
La présente invention est relative à un ou- til ou marteau à percussion commandé par un moteur à combustion interne faisant corps avec ledit outil ou martea que l'on appellera par la suite, pour plus de simplicité, marteau ou outil à combustion interne. Cette invention se rapporte plus particulièrement à un dispo- sitif perfectionné pour le rappel du piston d'un mar- teau du type à piston libre.
La présente invention a pour objet un marteau à combustion interne comprenant : un piston suscepti- ble de se déplacer librement suivant un mouvement al- ternatif dans un cylindre et muni d'un organe de per-
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cussion; une enclume destinée à recevoir les coups dudit organe de percussion et à les transmettre à un outil lorsque celui-ci est en position de travail;
enfin, un dispositif à ressort de rappel pour ramener le piston à la position d'allumage, la charge statique maximum du dispositif à ressort, lorsqu'il est comprimé par le piston jusque ce que ce dernier vienne toucher l'en- clume, ne dépassant pas trente fois le poids du piston*
La présente invention a également pour objet un marteau à combustion interne eomprenant un piston susceptible de se déplacer librement suivant un mouvement alternatif dans un cylindre et muni d'un organe de per- cussion ; une enclume destinée à recevoir les coups de l'organe de percussion et à les transmettre à un outil lorsque celui-ci se trouve en position de travail, l'en- clume et l'organe de percussion ayant une dureté Rockwell minimum. de C-44 ou une dureté minimum de 60 au scléroscope.
Une des caractéristiques de la présente inven- tion réside dans le fait que le fonctionnement et la puissance du marteau se trouvent améliorés; une autre consiste dans le fait qu'il existe une relation prédéter- minée telle entre les poids % relatifs des organes, la dureté de ceux-ci at la charge du ressort que le marteau ait une longue durée d'usage et qu'il soit d'un fonction- nement plus efficace; une autre caractéristique encore réside dans le fait que la durée d'usage des ressorts de raopel et des organes qui leur sont associés est augmen- tée ; d'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion apparaîtront au cours de la description qui va sui- vre et à l'examen du dessin annexé.
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Sur la figure unique de ce dessin, on a repré- senté en élévation verticale et principalement en coupe un marteau complet établi conformément à l'invention.
Le marteau est du type à combustion interne dans lequel un cylindre 10 comporte un piston 11 sus- ceptible de se déplacer librement dans ledit cylindre suivant un mouvement alternatif, ledit marteau fon@- tionnant suivant les caractéristiques générales d'un moteur à combustion interne à deux temps et étant sus- ceptible de frapper des coups sur un outil 12 par l'in- termédiaire d'une enclume 13.
Un mécanisme et des organes supplémentaires sont associés au cylindre 10 et au piston 11 pour former un moteur à combustion interne assurant la commande. Une charge combustible d'air et d'essence vaporisée par exemple est fournie à la chambre 15 située au-dessous du.piston par un dispositif 14 d'alimentation en com- bustible ou de formation de charge; ladite charge est partiellement comprimée lors de la course descendante ou course de travail du piston. Vers la fin de cette course vers le bas, la charge est transférée de l'espace où se fait la compression au-dessous du piston à la cham- bre de combustion située à la partie supérieure du cy.- lindre, soit par l'intermédiaire du passage 16.
La char- ge est alors en définitive comprimée lors de la cour se ascendante du piston qui s'effectue sous l'action du dispositif à ressort de rappel et elle est allumée par la bougie d'allumage 17 au moment convenable à la suite de l'action du rupteur ou dispositif de réglage dans le temps 18, ce dispositif présentant une partie mobile en- traînée par le contact direct a,vec une surface, formant came, du piston 11.
La combustion de cette charge en- traine le piston vers le bas lors de la course de tra-
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vail dudit piston, afin que celui-ci vienne frapper l'enclume 13 pour transmettre un coup à l'outil lorsque celui-ci se trouve dans la position de travail repré- sentée sur le dessin ; lesgaz brûlés sont évacués par l'orifice d'échappement 19 à. la fin de la course, le cycle se répétant ensuite.
Des poignées 20 et 21 sont prévues pour permet- tre à l'ouvrier ou à l'opérateur de manipuler convena- blement le marteau, de placer l'outil sur le point à travailler et de soulever le marteau entre les opéra- tions. Le démarrage est obtenu par abaissement manuel de la tige de démarrage 22 jusqu'à ce que le piston se trouve au voisinage de l'extrémité inférieure de son déplacement, la.dite tige étant alors libérée de façon que le piston remonte rapidement sous l'action du dis- positif à ressort de rappel et comprime une charge dans la chambre de combustion, charge qui est alors .allumée.
La source de courant d'allumage est reliée à la bougie d'allumage 17 et au distributeur 18 par des conducteurs appropriés et arrive d'une source extérieure dans une poignée du marteau à travers le câble flexible 23.
On voit que le marteau comprend un corps sensi- blement cylindrique relativement long muni d'un alésage s'étendant à travers ledit corps de la partie supérieure à la partie inférieure, cet alésage ayant toutefois des diamètres différents en différents endroits. Le corps sensiblement cylindrique comprend le cylindre proprement dit 10, le logement 27 de l'enclume et le logement 28 du ressort. Ces parties peuvent former des éléments séparés simplement dans le but de la facilité de fabri- cation et d'assemblage; elles sont toutes concentriques et sont maintenues .rigidement les unes par rapport aux autres lorsque le marteau est assemblé. Il est évident que le point important est d'avoir un alésage relative-
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ment long comprenant les diverses parties.
Le terme cy- lindre utilisé dans le présent mémoire définit cet alé- sage complet et non pas simplement la chambre de combus- tion ou le cylindre proprement dit.
Dans la partie du cylindre correspondant au logement de l'enclume est monté un manchon 29. Ce man- chon constitue un support ou palier pour l'enclume 13 et constitue entre l'enclume et la paroi du cylindre un joint étanche aux gaz. Ce manchon est mobile longitu- dinalement dans le cylindre et, dans sa position la plus haute (celle qui est représentée sur le dessin), vient buter contre un épaulement annulaire. Il est à remarquer que la partie inférieure de l'enclume 13 s'épanouit en forme de champignon pour constituer une tête qui limite le mouvement de ladite enclume vers le haut. Lorsque le marteau fonctionne, l'outil 12 est, par suite de la pression exercée sur la partie à travail- ler, maintenu vers le haut dans le marteau dans la po- sition représentée sur le dessin.
Toute la force de choc du coup appliqué par le piston peut être ainsi transmise à l'outil puisque l'enclume a une certaine mar- ge de déplacement longitudinal- avant qu'elle ne vienne frapper l'organe qui se trouve au-dessous d'elle.
Immédiatement au-dessous du manchon 29 est dis-' posée une pièce 30 qui bute contre ledit manchon. Cette pièce entoure la partie supérieure de l'outil 12 et est susceptible de se déplacer longitudinalement ou axialement dans l'enveloppe 28. Elle est supportée, dans une position de repos contre le manchon, par le ressort 31 absorbant le recul, dont l'extrémité supé- rieure bute contre une partie élargie de.la pièce 30 et dont l'extrémité inférieure bute contre la partie in- férieure du marteau. La pièce 30 comporte une partie à diamètre réduit qui est placée à l'intérieur du ressort
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et qui est montée de façon qu'elle puisse se déplacer dans l'ouverture 32 prévue au fond du marteau ; de cette façon, la pièce 30 est guidée à chaque extrémité.
Le dispositif à ressort de rappel comprend un ressort de rappel de piston 33 et, au-dessus, un ressort plus fort 34 d'amortissement. Les deux res- sorts sont en contact l'u.i avec l'autre et l'extrémité supérieure du ressort 33 bute contre le fond du. piston 11 et entoure l'organe de percussion de celui-ci. Lors du fonctionnement du dispositif, le piston est rappelé après la course de travail par l'action combinée des ressorts 33 et 34 et du rebondissement qui se produit à partir du point où a lieu le choc de l'brgane de per- cussion contre la. partie à diamètre réduit de l'enclume.
Afin que l'enclume et le marteau puissent avoir la du- rée d'usage nécessaire et puissent provoquer le rebon- dissement désira, ils doivent avoir chacun une dureté minimum de 60 au scléroscope (échelle de scléroscope Shore) ou dureté minimum Rockwell d'environ 0-44.
Pour indiquer plus complètement les détails du marteau, on peut dire que le marteau particulier re- présenté sur le dessin pèse environ 45 kilog et qu'il peut donner en cours de travail 1450 coups à la minute.
Le piston a environ 73 mm. de diamètre et pèse environ 3 kg. 300. On a constaté que le poids de ce piston devait être Lnaintenu entre 1 kg: 600 et 4 kg. Un. pis- ton plus lourd, bien qu'il donne des coups individuels plus puissants, diminue la vitesse de fonctionnement du marteau, de telle sorte que le travail total n'est pas plus grand; un piston trop léger, par exemple un pis- ton pesant 1 kg. 600 pour cette dimension de marteau, donnerait une vitesse de fonctionnement élevée, mais également un travail moindre.
Le dispositif à ressort de rappel est disposé de façon qu'il se trouve placé
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sous une charge statique maximum de 34 kg. lorsque les ressorts sont comprimés jusqu'à ce que l'organe de percussion de piston se trouve en contact avec la partie supérieure de l'enclume 13; autrement dit, la. charge de ressort maximum à laquelle on se réfère ici est la force en kilog qui est nécessaire pour forcer manuellement le piston vers le bas et l'amener en contact avec l'enclume. Le dispositif à ressort de rappel du piston doit être relativement faible et présenter une augmentation de charge inférieure à 8 kg. 925 par cen- timètre de compression et, de préférence, inférieure même à 4 kg. 470.
Dans le mode de réalisation préféré décrit ici, le dispositif à ressort de rappel du piston est établi de façon que sa charge augmente d'environ 2 kg.857 par centimètre de compression.
Non seulement la relation entre la charge des divers ressorts, leur loi de variation et le poids du piston est importante, mais encore l'est également la dureté de l'enclume et de l'organe de percussion du piston. La demanderesse a constaté que le maintien d'un rapport prédéterminé entre le poids du piston, la dureté de l'organe de percussion précité et de l'enclume et la charge @ élastique maximim des ressorts de rappel est essentiel à un bon fonctionnement du marteau considéré dans,-.son ensemble. La dureté (mesurée au scléroscope) de l'organe de percussion et de l'enclume ne doit pas descendre de préférence au-dessous d'un minimum de 60.
La charge élastique maximum, en kilog, des ressorts de rappel ne doit pas dépasser trente fois le poids du piston. Lorsque ces rapports sont maintenus, le dispo- sitif présentera la rigidité de fonctionnement nécessaire. re au travail qu'il doit exécuter et une vibration ex- cessive ne sera pas communiquée à tout le dispositif.
Il y a une relation étroite également entre la charge du
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ressort et la dureté des parties en contact. Autre- ment dit, si l'enclume et l'organe de percussion ont une dureté plus grande, la charge statique maximum des ressorts de rappel du piston doit être plus faible et inversement. Dans la normale, la technique de l'ingé- nieur indique que la dureté Rockwell des organes soumis à des chocs doit aller de C-35 à C-42 environ. On a constaté qu'on obtenait un fonctionnement beaucoup meilleur du marteau et qu'on diminuait les troubles dus aux ressorts si la. dureté des organes précités était plus élevée que la dureté normale ci-dessus in- diquée et était égale au moins à C-47 Rockwell (soit environ 60 au scléroscope).
Avec une telle dureté, la chargeétatique maximum de ressort lorsque l'organe de percussion vient en contact avec l'enclume doit être maintenue à une valeur inférieure à trente fois le poids du piston pour obtenir lerésultat désiré. Bien
Que la dureté et la charge du ressort maintenues dans ces limites donnent des résultats nettement améliorés (si on les compare au résultat obtenu dans la pratique normale), la meilleure combinaison trouvée est une combinaison trouvée est une combinaison dans laquelle la dureté Rockwell de l'enclume et de l'organe de percussion est comprise entre C-57 et C-63 et dans la-
Quelle la charge du dispositif à ressort de rappel, lorsque l'organe de percussion vient en contact avec l'enclume, a une valeur comprise entre huit et quinze fois le poids du piston.
Dans le marteau particulier représenté sur le dessin, l'enclume et l'organe de per- cussion ont une dureté Rockwell de C-60 et la charge de ressort est égale à environ onze fois le poids du piston.
Quelles qu'en soient les raisons, les combi- naisons particulières décrites de ressorts, de dureté
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et de poids et plus particulièrement une charge de ressort comprise entre huit et quinze fois le poids du piston donne un marteau nettement meilleur, dans les conditions de fonctionnement, que ceux qui étaient connus jusque ici. Cette organisation oblige le mar- teau à fonctionner non seulement avec moins de secous- ses et avec plus de puissance en cours de travail, mais encore avec une absence de vibration excessive à tout moment même lorsqu'il est soulevé ce qui permet une manoeuvre plus confortable et plus facile du marteau par l'opérateur que dans le cas des marteaux utilisés jusqu'ici sans sacrifier pour cela la puissance en cours de travail.
Les anciens types de marteaux étaient extrêmement bruyants et donnaient des secousses fré- quentes lorsqu'ils étaient soulevés en donnant lieu à des vibrations destructrices intenses dans le corps, défauts qui sont presque complètement absents dans le marteau construit conformément à l'invention.
REVENDICATIONS
1. Marteau à combustion interne comportant : un piston susceptible de se déplacer librement suivant un mouvement alternatif dans un cylindre et muni d'un organe de percussion ; une enclume destinée à recevoir les coups de l'organe de percussion et à les transmet- tre à un outil lorsque celui-ci se trouve en position de travail et un dispositif à ressort de rappel pour ramener le piston à la position d'allumage, la charge statique maximum dudit dispositif à ressort, lorsqu'il est comprimé par le piston jusqu'à ce que ce dernier vienne toucher l'enclume,ne dépassant pas une valeur égale à trente fois le poids du piston.
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