Générateur d'ondes de pression pour transmission d'énergie par eonduite hydraulique. Cette invention a pour objet un générateur d'ondes de pression pour transmission d'énergie par conduite hydraulique, par exemple, pour la commande d'outils à percussion, de per foratrices de roche, etc. Ce générateur d'ondes de pression comporte des pistons coulissants se déplaçant en sens contraires dans des cylindres correspondants, actionnés par un arbre-manivelle commun placé entre eux et dont les cylindres sont reliés, respectivement, à des récipients à liquide interconnectés pour transmettre l'énergie des pistons sous forme d'ondes de pression hydraulique.
Le générateur d'ondes de pression com porte avantageusement encore unie pompe à eau actionnée par l'arbre-manivelle pour amor cer l'appareil et le maintenir plein de liquide malgré des pertes éventuelles.
Une forme d'exécution de l'objet de l'inven tion est représentée schématiquement et à titre d'exemple sur le dessin annexé, dans lequel La fig. 1 en est une coupe horizontale suivant la ligue 1-1 de la fig. 2; La fig. 2 est une coupe longitudinale sui vant la ligne 2-2 de la fig. 1; La fig. 3 est une coupe longitudinale par deux pompes et une boîte d'engrenage suivant la ligne 3-3 de la fig. 1; La fig. 4 est une coupe verticale le long de l'arbre-manivelle suivant la ligne 4-4 de la fig. 2.
1 désigne l'arbre-manivelle avec deux vilebrequins 1-1 et 1b reliés par des bielles 2 et par des pivots d'articulation 3 aux pistons 4, chacun de ces pistons 4 est animé d'un mouve ment de va-et-vient dans son cylindre 5 qui communique avec l'un ou l'autre des récipients sphériques 6, des garnitures en cuir 7 main- teintes en place par des rondelles 3 et un écrou 9 assurant l'étanchéité autour de tiges solidaires (les pistons 4.
L'arbre-manivelle 1 est pourvu d'un volant 10 et la commande est transmise à ce volant 10 par des chevilles solidaires de la poulie motrice, et qui peuvent s'engager dans des douilles d'entraînement 11 du volant 10.
Les deux récipients 6 sont accouplés par un tuyau 12 (voir fig. 2) et le point le plus élevé de ce tuyau est pourvu d'une soupape 13 permettant à l'air de s'échapper lorsqu'on amorce l'appareil. Les récipients 6 sont pour vus d'ouvertures 14 auxquelles des tuyaux sont reliés au moyen de raccords à soupapes d'un genre connu.
L'un des récipients 6 est relié par un tuyau 1h à une pompe à eau 16 qui sert à amorcer l'appareil et agit pour le maintenir plein malgré des fuites éventuelles. toute perte qui pourrait se produire étant compensée à travers des soupapes de retenue, ainsi que le comprennent facilement les personnes familières avec ce genre d'appareil.
La pompe <B>à</B> i eau 16 comporte un plongeur 17 actionné par un excentrique 18 monté sur un arbre 19; cet arbre 19 est commandé par une vis sans fin 20, prévue sur l'extrémité correspondante de l'arbre-rnanivelle 1, au moyen d'une roue hélicoidale 22.
La connexion de l'excentrique 18 avec le plongeur 17 est effectuée par la tige d'excentrique 23 comportant une extrémité partiellement sphérique 24 qui s'engage dans un r;;-idement concave de la tête du plongeur, un ressort 25 servant à maintenir le contact dans le joint à rotule ainsi formé et à produire le mouvement de retour du plongeur.
Une pompe à huile comporte de même un plongeur 26 commandé par ut) excentrique27 monté sur le inertie arbre 19 que l'excentrique 18, un ressort 28 produisant la course de retour du plongeur tri. La pompe à eau et la pompe à huile sont en fait d'une construction exacte ment semblable avec cette différencie que la pompe à eau est pourvue d'un piton régu lateur de pression 29.
Ce piston régulateur de pression est chargé par un ressort 30 de manière que lorsque l'appareil est plein d'eau, le liquide pompé par le plongeur 17 agit simplement pour déplacer le plongeur 29, de sorte que le liquide ne fait qu'osciller dans le passage 32. aucun liquide frais n'étant aspiré dans le cylindre de la pompe à eau.
L'approvisionnement d'eau pour la pompe est contenu dans un réservoir33 et l'approvisionne ment d'huile destinée à la pompe à huile est également renfermé dans un réservoir 34, ces deux réservoirs étant constitués dans la base de l'appareil. L'huile refoulée à chaque course du plongeur 26 est conduite par un tuyau aux parties mobiles à graisser (fig. 1).
Urr tuyau 36 relié à ce tuyau 3l'amène d'abord aux paliers 38 de l'ai#bre-rnanivelle 1 et de là, par les passages 39 et 40, pratiqués dans celui-ci, dans des conduits 41 aboutissant aux pivots d'articulation de piston 3. r1 l'en- droit oii l'arbre-manivelle 1 sort de la boîte ou carter du mécanisme (fig. 4), un collecteur d'huile rotatif 42 est prévu et muni à sa périphérie de trous 43 pour ramener, par la force centrifuge, l'huile audit carter.
Il est facile de comprendre le fonctionne ment de l'appareil en se reportant à la fi-. 4. Dans l'exemple représenté, la commande est effectuée par des courroies et des poulies fixe et folle, la poulie folle étant représentée en 44 et la poulie fixe en 45. tandis que -16 désigne la fourchette de déplacement de la courroie. Si l'on suppose que l'appareil est actionné, l'arbre-manivelle 1 tourne d'une façon continue et communique ainsi un rrrouve- ment de va-et-vient aux pistons 4 et actionne également les pompes à eau et à huile.
Au début, la pompe à eau 16 refoule l'eau par le tuyau<B>15</B> dans le récipient 6 auquel elle est reliée.
Orr ouvre la soupape d'échappement d'air 13 pour que l'air qui se trouve dans les divers espaces puisse s'échapper et lorsqu'il a été chassé et que l'appareil est bien amorcé, orr ferme cette soupape 13 et l'eau oscille ensuite entre le plongeur 17 et le piston régulateur 29. Un écoulement constant de la pompe à huile et de la pompe à eau est assuré en disposant de la manière habituelle des réservoirs d'air 47 sur les conduites de refoulement des pompes. Cette disposition est désirable en raison du fait que les pompes employées sont du type à plongeur à simple effet et que si orr n'avait pas recours à cette disposition le refoulement serait intermittent.
Si l'on suppose que l'appareil soit plein de liquide, le mouvement de va-et-vient de pistons 4 agissant synchroniquement engendre des ondes de pression dans l'appareil con- fornrénrent aux principes connus de la trarrs- mission d'énergie par conduite hydraulique.
On voit qu'en raison de la construction ci dessus les forces dues à la pression sont complètement équilibrées et que l'arbre-rnanf- velle n'est pas soumis aux efforts qui sont la conséquence des augmentations rapides de pression, et qu'en outre les forces d'inertie sont également équilibrées à l'exception du léger couple de forces<B>dû</B> au décalage des vilebrequins de la manivelle.
Bien entendu, il est également possible d'équilibrer complète ment ces forces d'inertie en adaptant une manivelle compliquée et des bielles à fourche qui supprimeraient le couple, ruais on a re connu que la composante non équilibrée est si faible qu'elle est sans importance dans la pratique et que l'avantage que l'on retirerait de son élimination complète ne serait obtenu qu'au détriment de la sirnplieité de la con struction.
Pressure wave generator for energy transmission by hydraulic pipe. This invention relates to a pressure wave generator for power transmission by hydraulic line, for example, for controlling impact tools, rock drills, etc. This pressure wave generator comprises sliding pistons moving in opposite directions in corresponding cylinders, actuated by a common crank shaft placed between them and whose cylinders are connected, respectively, to interconnected liquid containers to transmit the energy from the pistons in the form of hydraulic pressure waves.
The pressure wave generator also advantageously carries a water pump actuated by the crank shaft to prime the apparatus and keep it full of liquid despite possible losses.
An embodiment of the object of the invention is shown schematically and by way of example in the accompanying drawing, in which FIG. 1 is a horizontal section along the line 1-1 of FIG. 2; Fig. 2 is a longitudinal section along line 2-2 of FIG. 1; Fig. 3 is a longitudinal section through two pumps and a gearbox taken along line 3-3 of FIG. 1; Fig. 4 is a vertical section along the crankshaft taken on line 4-4 of FIG. 2.
1 designates the crank shaft with two crankshafts 1-1 and 1b connected by connecting rods 2 and by articulation pivots 3 to the pistons 4, each of these pistons 4 is driven by a reciprocating movement in its cylinder 5 which communicates with one or the other of the spherical containers 6, leather fittings 7 held in place by washers 3 and a nut 9 ensuring the seal around integral rods (the pistons 4.
The crankshaft 1 is provided with a flywheel 10 and the control is transmitted to this flywheel 10 by pins integral with the drive pulley, and which can engage in drive bushings 11 of the flywheel 10.
The two receptacles 6 are coupled by a pipe 12 (see fig. 2) and the highest point of this pipe is provided with a valve 13 allowing air to escape when the apparatus is primed. The containers 6 are seen from openings 14 to which pipes are connected by means of valve connectors of a known type.
One of the receptacles 6 is connected by a 1 hour pipe to a water pump 16 which serves to prime the apparatus and acts to keep it full despite any leaks. any loss which may occur being compensated for through check valves, as is easily understood by those familiar with this type of device.
The <B> water </B> pump 16 comprises a plunger 17 actuated by an eccentric 18 mounted on a shaft 19; this shaft 19 is controlled by a worm 20, provided on the corresponding end of the shaft-rnanivelle 1, by means of a helical wheel 22.
The connection of the eccentric 18 with the plunger 17 is effected by the eccentric rod 23 having a partially spherical end 24 which engages in a concave r ;; - idly concave of the head of the plunger, a spring 25 serving to hold contact in the ball joint thus formed and to produce the return movement of the plunger.
An oil pump likewise comprises a plunger 26 controlled by an eccentric 27 mounted on the inertia shaft 19 as the eccentric 18, a spring 28 producing the return stroke of the tri plunger. The water pump and the oil pump are in fact of an exactly similar construction with the difference that the water pump is provided with a pressure regulating pin 29.
This pressure regulating piston is loaded by a spring 30 so that when the apparatus is full of water, the liquid pumped by the plunger 17 acts simply to move the plunger 29, so that the liquid only oscillates in it. passage 32. no fresh liquid being drawn into the cylinder of the water pump.
The water supply for the pump is contained in a reservoir 33 and the oil supply intended for the oil pump is also enclosed in a reservoir 34, these two reservoirs being formed in the base of the apparatus. The oil discharged at each stroke of the plunger 26 is conducted by a pipe with the movable parts to be lubricated (fig. 1).
Urr pipe 36 connected to this pipe 3 brings it first to the bearings 38 of the # bre-rnanivelle 1 and from there, through the passages 39 and 40, made in it, in conduits 41 leading to the pivots d 'piston articulation 3. r1 the place where the crankshaft 1 comes out of the gearbox or housing of the mechanism (fig. 4), a rotary oil collector 42 is provided and provided at its periphery with holes 43 to return, by centrifugal force, the oil to said sump.
It is easy to understand the operation of the device by referring to fig. 4. In the example shown, the control is effected by fixed and idle belts and pulleys, the idle pulley being shown at 44 and the fixed pulley at 45. while -16 denotes the range for moving the belt. Assuming that the device is actuated, the crankshaft 1 rotates continuously and thus communicates a reciprocating motion to the pistons 4 and also actuates the water and oil pumps. .
At the start, the water pump 16 delivers the water through the pipe <B> 15 </B> into the receptacle 6 to which it is connected.
Orr opens the air exhaust valve 13 so that the air which is in the various spaces can escape and when it has been expelled and the device is properly primed, orr closes this valve 13 and the The water then oscillates between the plunger 17 and the regulating piston 29. A constant flow of the oil pump and the water pump is ensured by arranging in the usual manner air reservoirs 47 on the discharge pipes of the pumps. This arrangement is desirable in view of the fact that the pumps employed are of the single acting plunger type and if orr did not use this arrangement the discharge would be intermittent.
Assuming that the apparatus is full of liquid, the reciprocating motion of the synchronously acting pistons 4 generates pressure waves in the apparatus in accordance with known principles of energy transfer. by hydraulic line.
It can be seen that due to the above construction the forces due to the pressure are completely balanced and that the shaft-rnanf- velle is not subjected to the forces which are the consequence of the rapid increases in pressure, and that besides the inertia forces are also balanced with the exception of the slight torque of forces <B> due </B> to the offset of the crankshafts of the crank.
Of course, it is also possible to completely balance these inertial forces by fitting a complicated crank and fork connecting rods which would remove the torque, but it has been known that the unbalanced component is so small that it is without importance in practice and that the advantage to be gained from its complete elimination would only be obtained at the expense of the simplicity of the construction.