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Marteau à combustion interne avec piston' à course libre ,
Les marteaux à combustion interne avec piston à course libre fonctionnent généralement de la , façon suivante : le piston à course libre qui , soas l'- r action de la force de combustion , frappe sur un outil , par exemple un,-burin , est poussé , pendant la course de retour , soit par un ressort, soit par un gaz sous pres- sion provenant d'une bouteille à gaz sous pression ou d'un . compresseur ,
Tous les marte,aux à combustion :
Interne avec piston à course libre que l'un a fait connaître jus.
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qu'à présent ont un inconvénient c'est qu'il est plus ou moins délicat de les mettre en marche , de sorte que ces marteaux ne sort pas prêta à fonctionner à tout mo- ment , mais qu'il faut , avant le démarrage , procéder souvent à despréparatifs contrairement par exemple aux marteaux à air comprimé ,
Suivant l'invention , pour éviter cet iconvénient, on prévoit des moyens qui, lorsque la pression d'outil fait défaut , neutralisent l'action de la force de rappel agissant sur le piston , ou la contrecar rent, et maintiennent le piston au point mort bas ,
ou à proximtté de celui-ci ,
Ainsi , quand on écarte.l'outil de l'objet à travailler, la commande est automatiquement arrêtée et le piston est automatiquement maintenu dans sa position de point mort située près de l'outil ,
Les moyens qui maintiennent le piston au point mort ou à proximité de celui-ci , peuvent 8tre aménagée de différentes manières . Ils doivent de préfé.. renée être maintenus hors de la position d'activité par , une pression exercée de l'extérieur, dans le sens axial , par l'intermédiaire de l'outil .
Ainsi , le piston poussé par un ressort de rappel , ou son prolongement , c'est-à- dire la tige de piston., peuvent par exemple être entou.. rés par un dispositif de blooage , à rouleaux ou à billes, dont les rouleaux ou les' billes sont enfoncés radialement, de l'extérieur, suivant la position de l'outil , par une douille conique auialement mobile .
Plus précisément , les rouleaux ou les billes sont dans ce cas disposés , de façon mobile radialement , dans une cage ou dispositif
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similaire , la cage entourant le piston ou sa tige ot ôtant fixée à la carcasse du marteau à combustion intor- ne , En dehors de la cage , on a prévu une douille axia- lement mobile qui présente un cône intérieur coopérant avec les billes ou les rouleaux , et qui se trouve dans la zone de course de l'outil.
Si la carcasse de l'ap- pareil est subdivisée dans un plan transversal , il est alors avantageux de serrer la cage à rouleaux ou à bil- les entre les deux éléments de carcasse , par une bride annulaire de façon qu'elle ne puisse se mouvoir axia- - lament , Un ressort prévu dans ce cas tend à maintenir la douille présentant le cône intérieur en liaison avec l'outil , ou avec une pièce intermédiaire qui est en re- lation aveo celui-oi de préférence une douille de gui- dage -l'outil ,
Au lieu de prévoir desmoyens qui contrecarrent la force de rappel agissant sur le piston donc au lieu d'utiliser un dispositif de blocage à billes ou à rouleaux , comme on l'a indiqué ci-dessus,
on peut aussi aménager les moyens de maintien du piston de façon, telle que le piston' soit poussé par ur gaz distribué grâce à des soupapes , ces soupapes étant disposées et aménagées de telle façon qu'elles règlent l'admission de gaz dans la chambre de pression à l'arrière du pis- ton ( chambre de compression inférieure ) en fonction de la position du piston. Dans le cas d'une carcasse d'- appareil divisée dans un plan transversal , ces soupa- pes sont de préférence disposées , dans la partie supérieu- .
rA de la carcasse , de telle façon que leur tige-pous- soir , dirigée radialement vers l'inérieur, se trouve
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sur le trajet du piston , celui-ci étant diminué coni- quament à l'axtrémité qui fait face aux tiges..poussoirs, Comme agent de pression de rappel , on peut utiliser le gaz nécessaire pour faire fonctionner le marteau à com- bastion interne
Au lieu d'utiliser , pour régler l'ad- mission du gaz sous pression , des soupapes mobiles équi- pées de tiges-poussoirs , on peut aussi prévoir une bague en matière élastique qui présente un profil en U, dont les extrémités sont coudées vers l'intérieur .
L'invention a en outre pour objet un 'dispositif de graissage pour -marteaux à combustion inter- ne, qui convient en particulier pour ceux des marteaux à combustion interne dans lesquels on a prévu des moyens qui, quand la pression d'outil fait défaut . neutralisant Inaction de la force de rappel agissant sur le piston , ou bien la contrecarrent , et maintiennent le piston au point mort bas ou à proximité de celui-ci 0 Il convient. surtout pour ceux des marteaux à combustion interne où le piston occupe, dans .la position de repos . une position plus basse que celle représentant le point mort bas ;
car, dans ce cas , on peut arriver à disposer une pompe à lu- brifiant de telle façon qu'elle puisse être actionnée seulement quand le piston à course libre est projeta au-delà du point mort de. travail 0 Le piston à coursa libre peut agir sur le piston de la pompe à lkubrifiant, mais il est possible aussi de faire Influencer ce piston par le gaz sous pression , ou par l'outil , donc par exemple le burin
Le dessin annexé représente sché-
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manquement quelques exemples de réalisation de l'objet de l'invention .
Fig. 1 montre un marteau à combustion interne avec un dispositif.qui bloque le piston à course libre au point mort par des moyens mécaniques j
Fig.2 montre un marteau à combustion interne dans lequel un gaz sous pression fournit la force de rap- pel , et dans lequel des soupapes appropriées maintien- nent le piston au point mort , en fonction de la posi- tion de ce piston ; . Fig. 3 représente un détail du marteau à com- bustion interne de la fig, 2, avec une pompe à lubri- fiant ;
Fig. 4 est une coupe partielle agrandie de la fig. 3 ;
Fig. 5 montre une autre forme de réalisation de ce marteau à combustion interne , en vue fragmentaire;
Fig. 6 est une vue fragmentaire de la fig. 5, à échelle agrandie .
..Dans la carcasse 10 du marteau à com- bustion interne de la fig, 1 ,aménagée en forme de cy- lindre , le piston à course libre 11 est guidé de façon à pouvoir coulisser ; il est relié à une tige de piston
12 qui est elle-même guidée dans le coussinet 13 . Sur celui-ci s'appuie un ressort 14 qui s'applique par s on autre extrémité contre la piston à course libre 11 , et qui entoure la tige de piston 12 , On a désigné par 101 1'échappement et par 102 le carburateur , qui n'est in- diqué que schématiquement ; tous deux communiquant , de façon on soi connue , avec la chambra d'explosion 103 du cylindre 10 .
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Le cylindre 10 présente une bride annu- laire 104, qui est reliée à la bride annulaire 151 de l'élément inférieur 15 de la carcasse . Les deux éléments de carcasse possèdent chacun , à leurs extrémités situées face à face , un gradin annulaire 105 152 ; dans cas gradins sa trouvent la bride 134 du coussinet de guidage 13 et la bride 161 d'une cage à rouleaux ou à billes 16 .
Toutes deux sont serrées l'une contre l'autre , entre les éléments de oarcasse 10 15, quand on assemble ceux-ci .
La cage 16 comporte des billes 17 qui sont maintenues dans la cage de' façon telle qu'elles sont mobiles ,entre d'étroites limites , dans le sens radial, Autour des billes , on a prévu une douille 18 dont la surface intérieure pssède un cône intérieur 181 qui , lorsque la douille 18 descend .
pousse les billes vers l'intérieur , contre la tige de piston , mais seulement à partir d'une position déterminée de la douille , Sur la douille 18 s'applique, du coté frontal , un ressort 19 qui, par son,autre extrémité, s'appuie sur la bride 161 de la cage 16 ,La douille elle-même est posée sur le , collet 201 du coussinet de guidage à coulissement longi- tudinal 20 de l'outil 21, et peut être déplacée axia- lamant par celui-ci , contre Inaction du ressort 19 ,
L'outil à percussion . par exempla un burin, présente un collet 211 , qui limité le mouvement d'introduction de l'outil dans la carcasse 15 ;
un autre collet 212 , éventuellement aussi remplacé par un ou plu- sieurs taquets , etc. , est disposé et aménagé de telle sorte que , quand l'outil est en charge ,il vient se placer contre le coussinet de guidage 20 de l'outil 21,
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et déplace celui-ci vers le haut , pendant,le travail normal de percussion le piston du marteau à combustion interne, au moment de frapper sur le burin , se trouve dans la position repré- sentée à droite sur la fig.
1 .Le collet 212 enfonoe encore le coussinet de guidage 20 et la douille 18 vers l'intérieur, de sorte que les billes 17 ne peuvent pas bloquer la tige de piston 12 Mais quand on soulève le marteau à combustion interne et que , par suite , aucune contre-pression n'est plus exercée sur l'outil 21, il s'établit la situation représentée à gauche sur la fig, 1.
L'outil 21 s'enfonce vers le bas lorsque l'appareil est soulevé ,Le piston 11 est projeté au-delà de son point mort de travail La douille 18 suit la pression de son ressort 19 et est également déplacée vers le bas , Le cône intérieur 181 pousse maintenant les billes 17 radia- lement vers l'intérieur, de sorte qu'elles s'appliquent sous pression contre la tige de piston 12 et la bloquent.
.Lorsqu'il s'agit de remettre le marteau à combustion interne en service on appuie l'outil 21 contre la matière à: travailler , oe qui fait que le collet 212 enfonce le coussinet 20 vers l'Intérieur . Celui-ci déplace la douille 18 contre Inaction du ressort 19 , de sorte que le cane intérieur se trouve hors de portée des billes 17 , et que cellas-ci se trouvent donc à nouveau libres dans leur cage'et libèrent la tige de piston , Le piston à course libre 11 est maintenant projeté vers le haut par le ressort 14, de sorte que le gaz situé dans la chambre 103 est comprimé et allumé .
Le piston à cour- se libre frappe maintenant sur l'outil 21 à chaque allu- mage .
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Dans les marteaux à combustion interne ou la course de retour du piston est assurée par des gaz tendus , par exemple de l'air comprimé ou du combustible gazeux comprimé , l'arrêt du piston dans la position de . point; mort bas , contre la force de rappel , peut être assuré d'une façon semblable ou similaire à celle que l'- on a représentée dans l'exemple de réalisation de la fig.
1 dans le cas d'un piston poussé par un ressort ; donc , par le fait que le piston est maintenu contre sa force de rappel . Mais il est préférable , dans les marteaux à combustion interne aménagés de cette façon , d'éliminer la force de rappel des gaz tendus , lors de l'arrêt du marteau à combustion , en coupant l'admission'de s gaz comprimés actifs sous le piston . Le dispositif de main- tien du piston n'a plus alors qu'à résister au poids du piston , mais non à la force de rappel ,
Des formes de réalisation de ce genre sont représentées, schématiquement sur les fig. 2. à 5 .
-Le' marteau à combustion interne des fig. 2 et 3 -présente, .également deux éléments de carcasse 22 et 23. La chambre de cylindre 220' sert de chambre su- périeure de compression et d'explosion ; danscette cham- bre peut coulisser le piston à course- libre 24 qui agit sur l'outil '21 par l'intermédiaire d'un percuteur 25 .
Un canal d'admission de gaz sous pres- sion , 26, de forme annulaire, fait le tour de la cham- bre decompression inférieure 27 située à l'arrière du piston , dans la partie supérieure 22 de la carcasse ; par l'intermédiaire des canaux 260 , le canal 26 et la chambre 27 sont en communication entre eux quand le piston
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est projeté vers lA haut , L'élément inférieur 23 de la carcasse présente , en face d3 ces canaux et sur un collet qui entoura la chambre 27, des perforations 230 dans chacune desquelles est. installé, de façon à pouvotr cou..
... lisser , un 'corps de soupape 2 poussé 'par un ressort 28.
Ces soupapes 29 présentent chacune un collet 290 qui est capable de fermer le canal 260 correspondant , Cela se produit lorsque les tiges-poussoirs des soupapes , qui pénètrent dans la chambre de compression 27 , sont pous- sées hors du trajet du piston 24, contre l'action du ressort 28 , par le piston 24 frappant l'outil , De la chambre de compression inférieure 27 partent , dans les marteaux combustion interne où le gaz sous pression est en même temps un gaz de combustion ., des canaux 30 allant aux soupapes 31 dont chacune est également poussée par un ressort 32 , Les soupapes à gaz 31 sont en liaison avec des tuyères 33 qui font saillie dans les canaux de bala- yage 34 ;
'ces derniers débouchent dans la chambra d'ex- plosion 220 . Le cône 310 des soupapes 31 ferme les sou- papes quand le piston 24 est refoulé vers le haut .
'Le marteau à combustion interne de cette forme de réalisation fonctionne comme suit :
Tout d'abord , on pose-l'outil 21 , qui, avant le début du travail , occupe la position représen- tée dans la moitié gauche du dessin ; de ce fait , le piston à course libre 24 est poussé vers le haut, pRr l'- intermédiaire du percuteur 25 .
Quand la partie conique 240 du piston à course libre a dépassé les soupapes , de sorte que 'les tiges-pouvoirs des soupapes 29 sonb pous- sées radialement vers l'intérieur par la pression de leurs
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ressorts 28 , il se produit un afflux de gaz venant de la chambre annulais 26 , reliée au gaz sous pression , vers la chambre de compression inférieure 27, et ce gaz pous- se le piston vers le 'haut. Le gaz nécessaire à cet effet peut être constitué par de l'air , mais il est aussi pos- sible comme on l'a fait dans l'exemple de réalisation de la fig. 2, dtutiliser à cet effet le gaz combustible ,
La consommation de gaz est.
constamment compensée par une conduite à gaz sous pression reliée au système , ou par une bouteille à gaz reliée au système . Le gaz est conduit.
'par les canaux 30 et les soupapes ouvertes 31,aux tuyères
33, d'où il pénètre dans les canaux de balayage 34. Le gaz entraine de l'air frais et se mélange avec lui dans le cylindre 210 , dans lequel il afflue suivant le prin- cipe .de balayage à courants croisés , et il refoule dans l'échappement , par les lumières 211 du cylindre , les restes de gaz consommé qui peuvent éventuellement exister.
Quand le piston s'est déplacé au-delà des soupapes 31 , celles-ci se ferment , de sorte qu'il ne peut plus sortir de gaz des .tuyères'33 . Dans le cylindre 220, le gaz est comprimé jusqu'à l'auto-allumage par le piston 24 proje- té vers le haut . '
L'explosion qui se produit alors pro- jebte le piston Si{. vers le bas , Au moment où. il a libéré .
en partie les lumières,de cylindre 211 qui conduisent à l'échappement , les gaz consommés s'échappent . Le piston
24 poussé vers le bas frappe l'outil posé par l'inter- médiaire du percuteur 25 Pendant son mouvement de des- conte . le piston ouvre à nouveau les soupapes31, de sorte que les tuyères 33 peuvent à nouveau laisser sortir
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du gaz . Même quand l'outil 21 est posé , 8, le piston est poussé , dans une très faible mesure , au-delà de la po- sition représentée dans la moitié droite de la fig.
21, mais il ne repousse pas les tiges-poussoirs de soupape
29 dans la position de fermeture des soupapes , mais le cycle de travail se répéta jusqu'au moment où l'outil est écarté de la pièce , de sorte qu'aucune pression n'est plus exercée , par le bas , sur l'outil 21 .
Quand cela arrive , le piston ne trouve plus de résistance et dépasse son point mort de travail, repoussant ainsi les tiges-poussoirs de soupape 29 dans la position de fermeture représentée à gauche sur la fig.
2 de sorte que l'admission de gaz dans la chambre 27 s'arrête . Mais le gaz qui se trouve dans cette chambre est tout d'abord comprimé et peut s'échapper par le pas- sage étranglé 35 la soupape de décharge 36 ( fig. 3 ) et le passage 37 , vers la chambre annulaire 26 .
En don- nant des dimensions appropriées aux parties 35 et 37 , on peut régler l'amortissement du piston à course libre 24 . Le petit volume de gaz qui reste dans la chambre de compression inférieure 27 n'est pas capable de repousser' le piston 24, car après le plus petit mouvement ascen- dant du pistpn il se produit une dépression dans la oham- bre 27 , et les tiges-poussoirs des soupapes 29, 31 pro- duisent un frottement qui freine le piston dans son mou- vement ,
Ces circonstances empochent aussi que le marteau à combustion ne soit mis en fonctionnement involontairement en cas d'une légère pression axiale exer- cée fortuitement sur l'outil 21.
Si, au contraire , en
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posant l'outil sur la surface è travailler, on produit une pression axiale, comme c'est le cas dans la position - de travail , le piston 24 est poussé vers le haut ; une fois que -les soupapes 29 sont libérées, le gaz sous pres- sion assura la suite du mouvement 'du piston 24 on affluant dans la chambre 27.
La course que parcourt alors le pis- ton , et la temps pendant lequel les gaz sous pression de rappel agissent sur le piston pendant la course de démar- rage sont -ainsi qu'il résulte du dessin- plus grands que dans la course normale de travail , de sorte que dans la course da démarrage et le première course de compres- sion, une compression particulièrement violente est pro- duite dans le cylindre 220 .
Si l'allumage ne se produisait pas au premier essai de démarrage , le piston à course- libre 24, après quelques courses oscillantes allant en s'amortissant, serait maintenu dans la position de point mort haut , par le gaz sous pression de rappel . Dans ce cas -comme c'est également possible éventuellement dans la forme de réal!- sation de la fig, 1- on peut, en faisant frapper le mar- teau à combustion interne sans outil pousser le piston
24 vers le bas, contre la force de rappel . assez loin pour qu'il amène les soupapes d'arrêt dans la position appropriée , -Pour.éliminer la force de rappel du gaz sous pression lorsqu'un essai de démarrage échoue , la soupape de décharge 38 ( fig. 2 ) a été prévue.
Après avoir coupé l'admission de gaz sous pression en provenance du réservoir à gaz sous pression, on peut ouvrir la sou- pape, de décharge 3C en appuyant sur sa tige , de sorte que le gaz sous pression qui maintient le piston au point mort haut peut s'échapper dans l'atmopshère par la per-
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forat ion 39.
Les marteaux à combustion, interne qui fonctionnent au carburant liquide ( par exemple à l'es- sence ) , sont graissés , comme des moteurs Otto à deux temps normaux , par mélange du lubrifiant au carburant, mais dans les marteaux à combustion interne qui utilisent du gaz cornue carburant , il faut un dispositif de grais- sage spécial , par exemple des pompes à lubrifiant . Pour pouvoir doser la quantité de lubrifiant , il n'est pas nécessaire de mettre la pompe en marche à chaque course de travail du piston , mais il est possible de disposer la pompe , dans le marteau à combustion interne, de façon telle qu'elle est actionnée seulement en cas d'arrêt ou de remlse en marche du marteau à combustion interne , Une pompe de ce genre est représentée schématiquement sur les fige ; et 4.
On a désigné par 40 une chambre qui peut tre remplie d'huile ; elle se trouve dans la partie in- férieure 15 ou 23 de l'appareil . De cette chambre 40, un alésage 41 conduit'dans l'alésage cylindrique 42, dans lequel un' piston en, forme de tige 43 est guidé de façon mobile axialement ,' Cette tige de piston 43 est sollicitée par un ressort 44 qui tend à pousser le piston 43 vers le haut sur la fig. 4.
A cet effet , le piston 43 présente un collet 430 sur lequel s'appuie le ressort , L'alésage cylindrique 1)2. est 'fermé par une soupape de retenue 46 ; cette soupape de retenue 46 isole la cavité cylindrique 42 par rapport à la cavité 47, de laquelle des oanali- sations 48 conduisent aux différents points de graissage du marteau à combustion interne ,
Dans le fonctionnement normal , le
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piston 43 en forma de tige occupe une position dans la- quelle le collet 430 supplique contra la plaque de far- meture 45 de la pompe à piston.. de sorte que le piston
43 se trouve- à proximité du percuteur 25 des fige 2 at 3 ou de la tige de piston 12 de la fig. 1.
Quand on arrête l'outil , le percuteur 25., ou la tige de piston 12 ap- puie sur la piston 43 de la pompe à lubrifiant , de sorte que l'huile , aspirée par l'alésage 41 lors de la course ascendante , est refoulée à travers la soupape de retenue
46 dans la oavité 47 d'où le lubrifiant est conduit à 'tous les points de graissage .
Quand on met en marche le marteau à combustion interne, le piston 43, cédant à la pression de son ressort 44, aspire de l'huile de grais- sage qu'il refoule à nouveau dans les conduites de grais- sage lors de l'arrêt de travail suivant
Le marteau à combustion interne représenté sur les fig. 5 et 6 se distingue uniquement de celui représ sente sur les fig. 2 et 4 par le fait qu'au lieu des sou- 'papes 29 on utilise une bague 49 en matière élastique, qui présenté 'un profil en U avec rebords 490 dirigés oblique- ment vers l'intérieur, comme on l'a représenté sur les fig.
5 et 6. Cette bague élastique supplique de façon étanche- contre le piston 24, lorsque celui-ci est poussé au-delà de son point mort. Le gaz sous pression qui se trouve en- oore dans la chambre 27 peut s'échapper hors de cette cham- bre, car par la compression qui se fait. alors il soulève le rebord 490. Le gaz sous pression qui'.se trouve dans la chambre 27 peut donc passer dans la chambre 26. Cotte si- tuation a été représentée à échelle agrandie sur la fig.6.