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PERFECTIONNEMENTS AUX OUTILS PNEUMATIQUES DE PERCUSSION, TELS QUE LES
PERFORATRICES.
La présente invention a trait aux outils de percussion, tels que les perforatrices, du genre comportant un tiroir de distribution réalisé sous la forme d'un piston différentiel annulaire coopérant avec une boîte à tiroir.
L'invention vise à permettre détablir un outil de percussion pourvu, d'un tiroir de distribution annulaire autour duquel le fluide moteur puisse s'écouler avec le minimum de résistance, de manière à assurer le ren- dement maximum à partir de la source de fluide jusque au piston formant mar- teau.
Suivant l'invention on prévoit sur l'extérieur du tiroir annulai- re de distribution -une gorge qui est constamment en communication avec une lu- mière au voisinage de l'extrémité inférieure ou extrémité extérieure du cylin- dre, cependant que la paroi intérieure de la boite à tiroir, dans laquelle le tiroir est destiné à aller et venir comporte une rainure de décompression qui communique constamment avec l'atmosphères cette rainure étant destinée à coo- pérer avec la gorge du tiroir de telle manière que lorsque le tiroir est à sa position la plus basse±) ou position extérieure, la gorge et la rainure ne soient pas en communication l'une avec l'autre, tandis que lorsque le tiroir est à sa position la plus haute ou position intérieure,
cette gorge et cette rainure communiquent au contraire ensemble afin que 1-1 air résiduel à l'extré- mité extérieure du cylindre s'échappe à l'atmosphère, sans qu'il y ait tendan- ce à l'établissement d'une contre-pression.
La rainure de décompression dans la boite à tiroir est aussi préférablement en communication permanente avec des orifices d'échappement prévus dans le tiroir de manière à permettre l'écoulement libre de l'air en- tre ce tiroir et son guide quand il va et vient.
L'invention sera décrite ci-après en référence au dessin annexé qui montre une perforatrice pourvue du fleuret usuel avec mécanisme à rochet
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pour assurer la rotation du piston d'entraînement.
Fig. l est une coupe longitudinale de la partie d'une perforatri- ce suivant l'invention qui renferme le tiroir distributeur et le piston, ce dernier étant représenté à son point mort extérieur.
Fig. 2 est une vue semblable à celle de fig. 1, mais montrant le piston à son point mort intérieur.
Dans ces figures 1 désigne un cylindre comportant une chambre 2 dans laquelle peut se déplacer un piston 3 destiné à frapper contre un fleu- ret 4 à la façon habituelle. Vers le milieu de sa longueur ce cylindre est pourvu d'une gorge 5 le reliant à l'atmosphère à travers un orifice d'échap- pement 6.
L'extrémité supérieure du cylindre 1 comporte une chambrure dans laquelle est disposée une boite à tiroir 7 laquelle repose sur une bride an- nulaire 8a d'une pièce 8 destinée à former guide du tiroir distributeur, cette bride prenant elle-même appui sur le fond de la chambrure. Dans cette chambrure est également logé le mécanisme habituel de rotation qui comporte une couronne fixe9 aillée en dents de rochet., à l'intérieur de laquelle tourne la tête 10 d'une barre cannelée 11 qui traverse la pièce 8 et pénètre dans le piston 3 pour coopérer avec une noix correspondante 12. Au-dessus de la couronne dentée 9 est disposé un fond supérieur 13 fixé de façon rigide au cylindre 1 par des boulons.
Une clé tubulaire 14 est montée à rotation dans le fond 13 pour assurer l'admission du fluide moteur provenant d'une source appropriée, cette clé étant commandée par un mécanisme d'inversion convenable et amenant le fluide dans une rainure annulaire 15 du fond 13 à travers une lumière 16.
La pièce de guidage 8 s'élève dans l'alésage axial de la boite à tiroir 7 et elle est pourvue d'une série de passages 17 qui s'étendent de- puis une gorge périphérique 18 de cette pièce 8 jusqu'à sa face inférieure ou face extérieure. Quand on ouvre la clé 14. le fluide moteur est admis à partir de celle-ci dans la rainure annulaire 15 du fond 13; il passe dans des passages 19 prévus dans la tête 10 de la barre cannelée, arrive dans une creusure annulaire 20 prévue dans l'extrémité arrière (extrémité supérieure) de la boîte 7 et par des canaux 21 il débouche dans une rainure 22 ménagée dans la partie inférieure de la paroi intérieure de la boite 7, laquelle rainure renferme ainsi toujours du fluide sous pression.
Cette rainure 22 sera pour cette raison appelée ci-après la rainure à fluide moteur. La boî- te à tiroir 7 et la pièce de guidage 8 sont agencées de manière à recevoir un tiroir annulaire 23 qui peut coulisser sur la pièce de guidage et à l' in térieur de la boite 7. Des sièges 24, 25 sont prévus vers l'extrémité infé rieure ou extrémité intérieure de la pièce 8 et vers l'extrémité supérieure ou extrémité extérieure de l'alésage interne de la boîte 7 pour recevoir les extrémités voisines du tiroir 23, afin de limiter ainsi la course de celui- ci et également pour commander l'admission de fluide moteur à la chambre 2 du piston., le tout comme il sera.expliqué ci-après.
A l'arrière de la partie de plus fort diamètre de l'alésage du tiroir 23 se trouve une zone 26 constamment en communication avec l'atmos- phère par l'intermédiaire d'une série de passages 23a débouchant dans une rainure intérieure 28 de la boite à tiroir 7, laquelle rainure communique elle-même constamment avec l'atmosphère par des lumières 29, 30 pratiquées dans ladite boîte et dans la. paroi du cylindre la Pour cette raison la rai- nure 28 sera appelée ci-après rainure de décompression,
Le tiroir 23 est pourvu sur sa périphérie externe, entre la rangée de passages 23a et l'extrémité inférieure, d'une rainure périphéri- que 31 relativement large qui détermine une sorte de gorge.
Cette gorge peut coopérer à la façon qui sera expliquée ci-après soit avec la rainure à flui- de moteur 22 et avec une rainure intermédiaire neutre 32 disposée entre la- dite rainure à fluide moteur 22 et la rainure de décompression 28,' soit avec ladite rainure de décompression 28 et avec la rainure intermédiaire 32.
Légèrement au-dessus de la rainure de décompression 28 est dis- posée une ouverture 33 qui permet à la zone 27 de l'arrière du tiroir de dé-
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boucher à l'atmesphère quand ce tiroir està sa position avancée (position la plus basse).La surface de cette zone 27 est bien plus grande que celle de la face antérieure (face inférieure) de ce tiroir 23. Une petite surface annulaire 34, immédiatement au-dessus de la face inférieure du tiroir re- çoit constamment Inaction du fluide et assure une force positive de bas en haut (force d'avancement). La rainure intermédiaire ou rainure neutre 32 est reliée à une canalisation 35 qui s'ouvre à l'avant (partie la plus basse) de la chambre 2 du piston par le moyen d'une lumière 36 disposée au voisina- ge du fond extérieur de cette chambre.
Cette canalisation 35 est en réalité en dehors du plan de coupe des figures, mais elle a été représentée en traits discontinus pour la clarté du dessin. La zone 27 à l'extrémité arrière (su- périeure) du tiroir 23 communique d'une façon similaire avec une passage à fluide 37 qui débouche à 1-'arrière (partie la plus haute) de la chambre 2 par l'intermédiaire d'une lumière 38 laquelle est toutefois disposée assez loin du fond arrière (fond supérieur) du cylindre et se trouve très légère- ment au-dessus de la lumièred'échappement 5-6.
Le tiroir de distribution ci-dessus décrit et le piston con- stituent les seuls organes mobile du mécanisme entraîné par le fluide mo- teur et leur fonctionnement est entièrement automatique, comme on va l'expo- ser. Le trajet d'entrée du fluide moteur et son trajet d'échappement sont in- diqués par des flèches en traits continus et discontinus, respectivement.
Quand la clé 14 est ouverte, le piston 3 et le tiroir 23 étant à leur posi- tion initiale en avant (en haut), comme montré fig. 1, le fluide moteur pas- se par la lumière 16, la rainure 15;,, les passages 19,les canaux 21, la rai- nure à fluide moteur 22, la gorge 31 du tiroir 23 et arrive ainsi à la rai- nure intermédiaire ou neutre 32 de la boite à tiroir 7; de là, par la lu- mière 36 de la partie extérieure (inférieure) du cylindre, ce fluide arrive sur la face inférieure ou face avant du piston 3 pour ramener ce piston en arrière, c'est-à-dire vers le haut. Le tiroir 23'est retenu à cette position basse (position avancée) par action de lapression du fluide moteur sur la surface 34.
Pendant ce mouvement de retour du piston 3 (mouvement vers le haut),l'échappement se fait d'abord par la lumière 6, puis, quand celle-ci est recouverte, comme indiqué par le profil en traits interrompus a (figo 1), cet échappement doit s'effectuer à un moindre degré par la lumière intermé- diaire 38, le passage 37, 13espace 40 à l'arrière (ou au-dessus) du tiroir 23, 1?ouverture 33 et l'atmosphère, Quand le piston recouvre la lumière 38, le fluide moteur se trouvant dans la partie supérieure dela chambre 2 est comprimé.
Quand le piston est arrivé à une position prédéterminée, un peu au-desseusde sa position la plus haute possible, par exemple à la position indiquée en b (fig. 1),la pression du fluide moteur due à l'effet de com- pression atteint une valeur suffisante pour pouvoir agir par les passages 17 de la pièce de guidage 8 du tiroir, sur la face avant (face inférieure) de ce tiroir 23 en développant une force supérieure à celle exercée par le fluide moteur sur la surface de retenue 34 de ce même tiroir, et en ramenant ainsi ce dernier en arrière (vers le haut) jusqu'à sa position la plus recu- lée (position haute) contre le siège 24 de la boite à tiroir 7. Le piston et le tiroir se trouvent alors à la position représentée en fig. 2.
Le fluide moteur provenant de la rainure à fluide moteur 22 peut maintenant passer par dessus le,bord avant 25 (bord inférieur) du tiroir 23 et par les passages 17 et arriver ainsi dans la partie arrière (partie su- périeure) de la chambre de piston 2, dans laquelle il exerce une'pression sur la face arrière du piston 3, ce qui entraîne ce dernier vers l'avant (vers le bas) jusqu'à sa position la plus avancée. Le tiroir 23 est retenu à cet% position reculée (position haute) par la pression du fluide moteur agissant sur sa face avant (inférieure) 25.
A mesure que le piston est déplacé vers l'avant (vers le bas),, le fluide moteur résiduel qui se trouve devant lui dans la chambre 2 est en partie évacué par les lumières d'échappement 5-6 lesquelles sont toutefois assez vite couvertes par le piston dans son avancement. comme montré par le tracé en traits interrompus c (fig.
2) . Quand cet échappement principal ne
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peut plus jouer pour assurer l'évacuation directe de la partie avant (infé- rieure) de la chambre au cours du mouvement du piston, la lumière 36 du cy- lindre et le passage 35 qui lui est associé servent alors pour la décompres- sion de cette chambre 2, le fluide passant dudit passage dans la rainure intermédiaire 32 d'où il passe par dessus la gorge 31 du tiroir pour parvenir à la rainure de décompression 28, d'où il s'échappe à l'atmosphère par les lumières 29, 30, et cela aussi longtemps que le tiroir 23 reste à sa position reculée (position haute).
Cependant durant le mouvement d'avance du piston 3 (mouvement vers le bas), le bord arrière (bord supérieur) de celui-ci découvre la lu- mière intermédiaire 38, comme le montrer tracé en traits interrompus d (fig2), ce qui permet au fluide sous pression se trouvant derrière le piston d'affluer brusquement par cette lumière et par le passage 37 qui lui est associé, dans la zone 27 située derrière le tiroir 23 (au-dessus de celui-ci) en exerçant ainsi sur la face arrière de ce tiroir une force suffisante pour surmonter l'action du fluide moteur sur l'extrémité avant (extrémité inférieure) 25 de celui-ci et pour ainsi déplacer ledit tiroir vers l'avant (vers le bas)o On comprend évidemment que la course du piston est très rapide,
de telle sor- te que le mouvement résiduel de ce piston qui se produit après que la lumière intermédiaire 38 ait été découverte,comme sus-décrit, est presque instanta- né. Peu après que le tiroir 23 ait été repoussé en avant (vers le bas) pour couper l'arrivée de fluide moteur dans la partie arrière (partie supérieure) de la chambre 2, le bord arrière du piston a atteint sa position de fin de course en avant et a découvert la rainure ou lumière d'échappement 5 qui per- met l'échappement du fluide moteur restant dans la partie arrière (partie supérieure) de la chambre 2.
A la partie arrière du tiroir est associée l'ouverture 33 sus- décrite qui agit à la façon d'une lumière de décompression ne s'ouvrant que lorsque le tiroir 23 a presque atteint son siège avant (siège supérieur) 25.
Cette ouverture assure l'évaucation du fluide se trouvant sur la face arriè- re du tiroir et facilite ainsi le renversement de position de celui-ci lors de la course de retour du piston. Cette ouverture 33 communique constamment avec la rainure de décompression 28 et il en va de même de l'espace 40 com- pris entre la pièce de guidage 8 et l'alésage du tiroir 23, ceci par 1-linter- médiaire d'une série de trous 23a pratiqués dans la paroi du tiroir 23.
On notera que la rainure de décompression 28 joue un triple rôle, savoir elle est constamment en communication avec les ouvertures de décompression du tiroir ; est en liaison avec l'ouverture 33 pour dé- compresser l'air quand le tiroir est en bas; et elle agit comme échappement résiduel quand le piston effectue sa course en avant. Le fluide moteur peut ainsi toujours s'écouler avec une résistance minimum à son écoulement et 'l'on obtient par conséquent le rendement maximum durant la marche.
Résumé et Revendications
1. Outil pneumatique de percussion dans lequel un tiroir de dis- tribution annulaire comporte une gorge extérieure constamment en communica- tion avec une lumière au voisinage de l'extrémité inférieure, ou extrémité extérieure, du cylindre, tandis que la paroi intérieure de la boîte dans la- quelle ce tiroir est destiné à aller et venir est pourvue d'une rainure an- nulaire de décompression constamment en ocmmunication avec l'atmosphère, la- dite rainure étant destinée à coopérer avec la gorge du tiroir de telle maniè- re que lorsque le -tiroir est à sa position basse, ou position extérieure, cet- te rainure et cette gorge ne soient pas en communication l'une avec l'autre,
tandis que lorsque le tiroir est à sa position intérieure ou position haute, cette rainure et cette gorge communiquent ensemble, de telle sorte que l'air résiduel à l'extrémité extérieure du cylindre s'échappe à l'atmosphère sans qu'il y ait tendance à la formation d'une contre-pression.