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TIROIR DE DISTRIBUTION POUR OUTILS A PERCUSSION.
La présente invention a trait aux outils à percussion à commande pneumatique, tels que : outils de démolition, marteaux, perforatrices de roches, et concerne plus particulièrement un tiroir de distribution pour ces outils, qui travaille avec des effets combinés de soupape et de tiroir.
On sait que les organes de distribution du type soupape (à obtu- ration en bout) ont de meilleures caractéristiques en ce qui concerne l'ob- turation que ceux du type tiroir à portées de glissement à recouvrement, en raison de la tendance de ces derniers à fuir, plus spécialement par suite d'une usure des surfaces. Les organes du premier type présentent , toutefois l'inconvénient que, pendant le mouvement qu'ils effectuent d'un siège à l'autre, le fluide moteur peut momentanément passer---en même '.temps par les deux extrémités de l'organe. Outre le gaspillage d'air qui en ré- sulte, cette admission simultanée d'air aux deux extrémités du piston tend à en réduire la vitesse, ce qui a un effet préjudiciable sur la production.
La présente invention a pour but d'éliminer les inconvénients précités tout en conservant Inefficacité de l'obturation en bout, mais en empêchant l'admission simultanée d'air moteur par les deux extrémités de l'organe de distribution.
Sur les dessins annexés
La figure 1 est une coupe longitudinale d'un outil de démolition conforme à l'invention, et représente le tiroir et le piston-marteau dans la position avant qu'ils occupent au début de la course de retour du pis- ton-marteauo
La figure 2 est une coupe semblable à la fige 1, mais représen- tant le tiroir et le piston dans leur position arrière, c'est-à-dire au début de la course motrice.
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La figure 3 est une coupe longitudinale, à plus grande échelle, de la boite à tiroir, le coté gauche du tiroir proprement dit étant repré- sentépar des traits continus dans la position avant, et son côté gauche étant représenté par des traits mixtes dans la position arrière.
La fig. 4 représente, par une vue semblable à la fig. 3 mais à une échelle encore plus grande, le côté droit du tiroir et les parties ad- jacentes de la boite.
Comme représenté à la figure 1, le marteau ou outil de démolition comprend un cylindre 6 présentant une chambre à piston 7. qui renferme un piston-marteau 8. destiné à appliquer des percussions sur un outil de tra- vail, tel qu'un fleuret 9, monté dans la tête avant 10 de l'outil, que ce soit directement ou, comme représenté, par l'intermédiaire d'une enclume ou bloc 11 monté dans un guide 12 interposé entre le cylindre et la tête avant 10. Le cylindre 6. est pourvu de la gorge d'échappement bien connue 13 qui est franchie par piston dans chacun des sens de ses déplacements et qui communique avec l'atmosphère par un orifice 'd'échappement 14. Pour ad- mettre l'air moteur, à l'extrémité avant de la chambre 7, le cylindre est pourvu d'une lumière 15 et d'un conduit 16 qui relie cette lumière à l'ex- trémité arrière du cylindre.
L'extrémité arrière du cylindre est fermée par une rondelle ar- rière, 17, qui est décolletée pour s'ajuster dans le,cylindre et dans une culasse 18. La culasse 18, la rondelle 17,le cylindre 6, le guide 12 et la tête avant 10,sont tous rigidement assemblés entre eux par tous moyens ap- propriés,par exemple par les boulons habituels, non représentés. La culas- se est pourvue de deux poignées de préhension 19, et présente une dépression 20, ouverte vers l'arrière, qui reçoit un levier de manoeuvre 21 commandant la soupape d'admission d'air 23 un alésage longitudinal 22, recevant la tige de cette soupape et un chambrage 24, recevant l'air moteur sous la com- mande de la soupape 23.
L'extrémité inférieure du chambrage 24 constitue le siège de la soupape 23 qui, dans la position de repos, est maintenue sur son siège par un ressort 25 monté dans un conduit d'air moteur 26 pratiqué en partie dans la rondelle de la culasse et en partie dans le cylindre 6.
Le conduit 26 reçoit l'air par une tubulure taraudée 26 à laquelle un tuyau souple d'alimentation en air moteur peut être raccordé.
La culasse est alésée centralement à sa partie antérieure pour recevoir un bloc 28 qui coopère avec la rondelle 17 pour constituer une boi- te de distribution 29 qui renferme l'organe de distribution ou tiroir 30 servant à commander le mouvement alternatif du piston-marteau 8.. Ce tiroir est de forme annulaire et comprend deux manchons cylindriques intérieur 31 et extérieur 32, raccordés par une partie radiale ou toile 33. Le manchon intérieur 31 est ajusté pour coulisser sur un axe cylindrique 34 rigidement supporté par ses extrémités dans la rondelle 17 et le bloc 28. Le manchon extérieur 32 est pourvu de portées extrêmes avant et arrière, 36, destinées à s'appuyer sur des sièges correspondants de la rondelle 17 et du bloc 28 respectivement.
La surface latérale externe 38 du manchon 32 s'ajuste à l'in- térieur d'une surface cylindrique 40¯du bloc 28 et à chacune de ses extré- mités, le tiroir présente une entaille périphérique 41. La surface 40 est divisée en deux portions avant et arrière séparées par un évidement annu- laire 42 qui communique constamment avec la chambre 24 par une lumière 43.
Conformément à l'invention, la surface 38 possède unehauteur dans le sens axial qui, tout en étant plus petite que la distance séparant les deux por- tées extrêmes 36, est supérieure, ou au moins sensiblement égale à la largeur dans le sens axial de l'évidement annulaire 42, de sorte que, dans le mou- vement qu'effectue le tiroir d'un siège à l'autre, l'air moteur ne peut s'é- couler de la cavité annulaire 42 par les deux extrémités du tiroir 30, en même temps.
La botte de distribution 17, 28 ménage, dans la chambre 29, à l'avant et à l'arrière de la toile-radiale 33 du tiroir, deux espaces ou chambres. L'espace avant communique par des lumières 44 avec l'extrémité arrière de la chambre à piston 7. L'espace arrière communique par des
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orifices 45 du bloc 28 avec un conduit 46 de la culasse 18, ce conduit com- muniquant avec le conduit 16 qui aboutit à l'extrémité avant de la chambre à piston.
Pour décrire le fonctionnement, on supposera que le tiroir 30 et le piston-marteau 8 occupent la position de la fige 2, au début d'une course motriceL'air moteur pénétrant dans l'outil pneumatique par les conduits d'admission 27, 26, 24, 43 (fig.l) arrive dans l'évidement annulaire 42 de la boîte à tiroir, laquelle ouverture alimente constamment la cham- bre à tiroir 29 en air moteur aussi longtemps que la soupape d'admission 23 est maintenue ouverte.
Le tiroir 30 occupant sa position arrière, repré- sentée aux figures 2 et 4 et à droite de la figure 3, l'air sous pression passe de l'évidement 42 dans la dite chambre 29 en contournant l'extrémité avant de la portion extérieure 32 du tiroir, puis passe par les lumières 44 dans l'extrémité arrière de la chambre à piston 7 pour chasser le pis- ton 8 vers l'avant dans sa course de travailo L'entaille antérieure 41 pré- vue à la périphérie du tiroir 30 détermine une partie du conduit d'air sous pression, et le débit de fluide moteur admis pour la course motrice est dé- terminé par la profondeur de cette entailleo En augmentant la différence entre les diamètres de la surface périphérique 38 et du fond de l'évidement 41, le constructeur du tiroir peut augmenter le volume d'air admis pour la course motrice et, par suite,
la vitesse du piston et la force du coup.
Pendant la première partie de la course avant du piston 8, le tiroir 30 est maintenu dans sa position arrière avec sa portée extrême 36 fermement maintenue contre le siège correspondant prévu dans le bloc 28, ce qui empê- che tout écoulement d'air moteur par les orifices 45 vers l'extrémité du piston-marteau.
Le contact entre la partie arrière de la surface périphéri- que 38 du tiroir 30 et la surface cylindrique arrière 40 du bloc 28 empê- che aussi l'écoulement d'air sous pression vers les orifices 45, mais, même si ces surfaces cylindriques sont usées, la portée extrême du tiroir con- tinue à agir efficacement, Le maintien du tiroir dans sa position arrière à ce stade résulte du fait que la partie arrière de la chambre à tiroir 29 communique avec l'atmosphère par les orifices 45, les conduits 46 et 16, la lumière 15,l'extrémité avant de la chambre à piston 1 et la lumière d'échappement 14; tandis que les surfaces à l'avant du tiroir 30, et spécia- lement le long de la toile radiale 33, sont exposées à l'air moteur.
Lors- que le piston 8 avance, la pression sur les faces avant du tiroir 30 dimi- nue rapidement en raison de la vitesse croissante du fluide moteur dans l'extrémité arrière de la chambre 7. L'air qui se trouve en avant du piston lorsque celui-ci avance, s'échappe par la gorge 13 et l'orifice d'échap- pement 14 jusqu'à ce que la gorge 13 ait été recouverte par le piston. L'air résiduel contenu dans l'extrémité avant de la chambre à piston 2 est alors .emprisonné et comprimé par le piston continuant à avancer, ce qui augmente la pression régnant dans le conduit 16 et sur la surface arrière du tiroir 30.
Pendant la période au cours de laquelle la pression tombe à l'extrémité arrière de la chambre 2 et s'accroît à l'extrémité avant de cette chambre, la différence de pression varie à un degré tel, qu'elle provoque le passa- ge brusque du tiroir de la position de la figure 2 à la position de la fi- gure 1. Immédiatement après, le piston découvre la gorge d'échappement 13, en provoquant de ce fait brusquement une nouvelle diminution de la pression régnant à l'extrémité arrière de la chambre 7. Le piston termine sa course vers l'avant en appliquant un choc puissant sur le bloc ou enclume 11.
La figure 1 représente le piston au commencement de sa course de retour et le tiroir maintenu dans sa position avant par l'action de l'air sous pression sur les surfaces arrière de ce tiroir, alors que ses surfa- ces antérieures sont mises à l'échappement par les lumières 44, l'extrémité arrière de la chambre 1 et l'orifice d'échappement 14. La portée extrême avant 36 du tiroir, appliquée sur son siège, et, à un degré moindre, la partie avant de la surface de recouvrement 38, empêchent l'air sous pres- sion de s'échapper en passant autour de l'extrémité avant du tiroir vers l'extrémité arrière de la chambre 7.
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Le piston 8 effectue sa course de retour sous l'action de l'air moteur admis par l'évidement 42 du bloc 28 dans la,chambre de tiroir 29, cet air passant autour de l'extrémité arrière du tiroir par les lumières 45, puis passant par les conduits 46, et 16 et la lumière 15 dans la chambre 7.
L'air moteur ainsi admis s'écoule par l'entaille périphérique arrière 41 dont la profondeur peut être modifiée pour régler le débit d'air moteur dans la course de retour, comme dans le cas de l'entaille avant 41 qui fait partie du conduit parcouru par l'air pendant la course du piston vers l'avant. Pendant la partie initiale de la course de retour du piston, l'air situé à l'extrémité arrière de la chambre 1 est mis à l'échappement par l'o- rifice 14. Aussitôt que le piston a découvert la gorge d'échappement 13, il comprime l'air emprisonné dans l'extrémité arrière de la chambre 7, en développant ainsi une pression élevée sur les faces antérieures du tiroir 30.
Les effets combinés de cet accroissement de pression sur les faces arrière du tiroir et de la réduction de pression sur sa face avant, provo- quent le déplacement brusque de ce tiroir, qui est ainsi ramené de la po- sition de la figure 1 à la position de la figure 2, au moment où le piston est sur le point de découvrir la gorge d'échappement 13. Le tiroir ayant ainsi été ramené à sa position arrière et le piston ayant achevé sa course de retour, les organes sont de nouveau à la position de la figure 2 et prêts à répéter un nouveau cycle de travail.
Il ressort de la description qui précède que le présent tiroir conserve les avantages d'une soupape à siège en raison du fait que les por- tées'extrêmes 36 sont appliquées sur leurs sièges pendant les positions de repos du tiroir, et ce d'une manière entièrement indépendante des surfaces de recouvrement 38 et 40, tandis que ces dernières agissent pendant le dépla- cement du tiroir, lorsqu'aucune des portées extrêmes 36 n'est appliquée sur son siège.
Le contact entre l'extrémité arrière 36 et le siège arrière de la boite à tiroir est rompu aussitôt que le tiroir commence à se déplacer vers l'avant,mais le joint supplémentaire à la surface périphérique 38 de la portion arrière empêche l'air moteur de s'échapper vers l'espace situé à l'arrière du tiroir jusqu'à ce que la portion avant de ladite surface 38 ait atteint la position de recouvrement par rapport à la surface cylin- drique avant du bloc 28, de telle sorte que les surfaces de recouvrement avant empêchent l'air moteur de s'échapper vers l'espace situé à l'avant du tiroir jusqu'à ce que la portée d'extrémité-avant 36 soit venue s'appliquer sur son siège.
En résumé, la présente invention empêche l'air sous pression d'être admis simultanément aux deux extrémités de la chambre à piston, ce résultat étant dû aux actions combinées de l'obturation en bout et de l'ob- turation par les surfaces de recouvrement.