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Perfectionnements aux outils percutants
La présente invention concerne des perfection- nements à ceux des outils percutants ou martelants, qui contiennent une pièce percutante alternative et une piè- ce de guidage coopérant avec la première et ayant un sup- port non glissant, et dans lesquels l'une desdites pièces, ou toutes deux, exécutent en outre un mouvement rapide de rotation. Dans de tels outils percutants ou martelants, on sait déjà comment réaliser, lors du recul de la pièce percutante, un emmagasinage de tout ou partie du travail nécessaire pour le mouvement en avant (course motrice) de la pièce percutante.
Dans de tels dispositifs, on a commu- nément recours a des ressorts, mais on a aussi proposé d'effectuer l'emmagasinage d'énergie en question au moyen,
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de la compression ou de la raréfaction, par le corps per- cutant, de l'air situé respectivement en avant et en ar- rière de ce dernier. Les dispositifs à ressort ne con- viennent pas sous bien des rapports. Ainsi, par exemple, il n'y a pas de moyen possible d'adapter convenablement la puissance du ressort agissant sur le corps percutant de manière qu'elle soit constante pendant le temps du transfert de l'énergie à ce corps, ou bien croisse vers la fin de la course motrice.
En outre les efforts exercés sur les ressorts sont, par suite de la rapidité au mouve ment, très considérables, ce qui fait que des ruptures de ressorts peuvent facilement se produire.
Si l'on utilise la compression ou la raréfac- tion de l'air a l'effet d'emmagasiner l'énergie percutan- te, les ressorts seront évidemment inutiles, mais la transmission de l'énergie sera, même dans ce cas, peu satisfaisante.
La présente invention, en fait, se rapporte à un dispositif d'emmagasinage de l'énergie au moyen du- quel il est possible d'adapter la libération de l'éner- gie d'une manière quelconque voulue afin que, par exemple, le corps percutant soit soumis a une force constante pen- dant la totalité de la course motrice ou à une force croissant vers la fin de ladite course. Cette invention est, dans son essence, caractérisée par le fait que la pièce rotative, ou l'une des pièces rotatives, ou toutes deux, sont respectivement munies de corps mobiles dispo- . sés pour être déplacés par la force centrifuge, lesdits corps coopérant avec les faces de guidage respectivement alternatives par rapport aux corps.
Conformément à une réalisation particulière ae l'invention, le dispositif peut, dans le cas où le corps
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frappant exécute aussi un mouvement rapide de rotation, être appliqué de telle manière que un ou plusieurs corps centrifuges soient disposés de facon à se déplacer le long de la partie servant de guide et à coopérer avec des faces de guidage correspondantes situées sur la pièce alternative frappante, qui peut aussi éventuellement tourner.
En outre, dans le cas où aussi bien la partie frappante que la partie servant de guide exécutent un mouvement rapide de rotation, le dispositif peut être réalisé de telle manière que la partie frappante aussi bien que la partie servant de guide soient munies d'un ou plusieurs corps centrifuges coopérant avec les faces de guidage respectivement situées sur la pièce guide et sur la partie frappante. Les faces de guidage peuvent être inclinées ou courbées suivant qu'on désire, dans chaque cas particulier, disposer de l'énergie emmagasinée, et les corps centrifuges peuvent être constitués par des billes, des rouleaux ou analogues, qui peuvent être ra- dialement supportées ou fixées à des saillies ou analo- gues disposées pour tourner dans des plans radiaux.
D'autres caractéristiques de l'invention seront décrites plus en détails par la suite à propos des diver- ses formes d'exécution de l'invention en regard des des- sins ci-annexés, l'outil frappant ou percutant étant sup- posé appartenir à cette catégorie dans laquelle le mouve- ment de recul du corps frappant ou percutant est effectué par une coopération, qui se produit lors d'un coup, entre une ou plusieurs faces ou analogues courbes ou obliques, prévues sur le corps frappant ou sur l'enclume, lesdites faces étant étudiées conformément au brevet du 25 novem- bre 1927.,
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La fig.
1 représente, la partie supérieure, une forme d'exécution, la partie inférieure une seconde for- me d'exécution de l'outil frappant ou percutant confor- mément à la présente invention, schéma tiquement et en coupe longitudinale schématique.
La fig. 2 représente la partie arrière d'une autre position de fonctionnement des pièces relatives à la forme d'exécution citée en premier lieu.
Les fig. 3,4 et 5 représentent d'autres formes d'exécution d'un outil frappant suivant la présente in- vention, en coupe longitudinale schématique.
Les fig. 6 et 7 représentent une sixième forme d'exécution, respectivement en coupes longitudinale et transversale suivant la ligne VII-VII de la fig. 6, et la fig. 8, enfin, représente une septième for- me d'exécution également en coupe longitudinale.
Les fig. 9 et 10 représentent deux diagrammes de travail, relatifs aux formes d'exécution des fig. 5 et
Dans toutes ces figures, 1 est la partie frap- pante, 2 la partie servant de guide, 3 l'enclume et 4 et 5 les faces obliques prégues sur la partie frappante 1 et l'enclume 5 et destinées à rejeter la partie frappante après la course active.
En se reportant à la forme d'exécution suivant la fig. 1, la partie arrière 6 de la partie frappante est munie de rainures radiales 7, dans lesquelles les billes 8 sont disposées pour se mouvoir. La pièce guide 2 est supposée tourner dans un bâti 9 et est mise en rotation par un moteur électrique ou analogue. Dans la forme d'exé- cution représentée dans la partie supérieure de la fige 1, la pièce guide 2 et la pièce frappante 1 sont en relation
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l'une avec l'autre au moyen d'une combinaison à rainure et languette 10,11, de telle manière que la partie frappante est obligée de participer à la rotation de la partie guide quoiqu'elle puisse, en même temps, exécuter un mouvement alternatif par rapport à cette partie guide.
La rainure 11 peut, en l'occurrence, être droite ou cour- be ou encore en forme d'hélice, afin de permettre une course exempte de chocs du corps fraDpant dans la pièce guide. La partie arrière de la pièce guide 2 est munie de faces de guidage inclinées 12 destinées aux billes 8, de façon que ces billes, lors du mouvement de recul de la pièce frappante, soient obligées de se déplacer vers le centre de rotation.
Suivant la forme d'exécution de la partie infé- rieure de la fig. l, les billes 8 remplacent le talon 10, puisqu'elles se déplacent dans une rainure 13 ménagée dans la partie guide, ladite rainure ayant en même temps le même but que la face de guidage 12.
Le dispositif fonctionne de la manière suivan- te :
Au moment où la pièce frappante ou percutante 1 frappe contre l'enclume 3, l'énergie du coup est transmi- se à l'enclume et à l'outil qui est fixé à celle-ci, par exemple un pic, un ciseau, ou un outil à riveter ou ana- logue. Lors de la transmission dudit coup à l'enclume, qui peut glisser mais non tourner, le corps frappant est ex- posé, par suite de la coopération des faces obliques 4 et 5 et de la rotation rapide du corps frappant, à une compo- sante de puissance dirigée vers l'arrière et rejetant le corps frappant.
Afin d'utiliser cette énergie pour effec- tuer la course utile suivante, entièrement ou en partie, il y a lieu d'établir un accumulateur d'énergie;.confor-
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mément à la présente invention, cet accumulateur est cons- titué par les billes ci-aessus, conjointement avec les faces ae guidage 12 et 13 respectivement. Par suite de la rotation rapide de la pièce uide et, de ce fait, de la partie frappante, lesdites billes tendent à se déplacer vers l'extérieur dans une direction radiale et elles exercent, à cet instant, une force qui est d'autant plus grande que la distance au centre est plus considérable.
De ce fait les oilles s'appliqueront très fortement contre les faces de guidage 12 de la pièce uide et, par suite de la position oblique desdites faces par rapport a l'axe commun ae rotation des billes, il se manifeste une compo- sante de puissance de la force centrifuge, qui est paral- lèle audit axe de rotation et en sens opposé au sens de recul du corps frappant. Il est eviaent que, de ce fait, de l'énergie sera emmagasines pendant le freinage au mou- veillent de la puissance frappante. Au moment où le corps frappant cesse son mouvement, ladite énergie est re trans- mise au corps frappant, la composante précédemment mention- née, dont la direction reste la même, donnant au corps un mouvement rapide, un mouvement de frappe, dans la airection opposée.
En se reportant aux formes d'exécution repré- sentées à la fig. 1, les faces de guidage 12, 15, se trans- forment, vers l'arrière, en une face cylindrique, ce.qui est cause que, si le mouvement de recul du corps frappant a une amplitude telle que les billes atteignent cette face cylindrique, l'énergie emmagasinée est conservée dans les billes, sans aucune possibilité qu'elle soit restituée au corps frappant, si on n'agit pas sur ce corps par une impulsion extérieure, par exemple en tournant l'outil frappant, l'enclume étant alors dirigée vers le,
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bas, permettant ainsi aux billes d'atteindre à nouveau les faces obliques 12 et 15 et de pouvoir restituer l'é- nergie emmagasinée au corps frappant de la manière expli- quée plus haut.
Suivant la variante représentée à la fig. 3, la face oblique 12, vers l'avait, se transforme en une face oblique ou courbe 16 dirigée en sens opposé. D'après ce qui précède, on voit nettement qu'une face 16 disposée de cette ma nière produira une composante de puissance agissant sur le corps frappant ou percutant en sens oppo- sé ma.is parallèlement au mouvement de frappe et aura par conséquent sur lui un effet de freinage, si le corps frap- pant a l'occasion de s'avancer assez loin pour que les billes aillent jusque sur ladite face oblique 16. Ce dis- positif est susceptible d'être utilisé lorsque l'outil frappant marche a vide et pour éviter qu'il se brise.
La variante suivant la fig. 4 montre une'secon- de forme de face de guidage 12, 16. Dans ce cas, il exis- te'aussi une face de guidage cylindrique 15 à l'extrémi- té arrière et, entre cette face et la face de guidage 12, il y a en outre une face oblique de guidage 17 qui empê- che les billes 8 d'être. involontairement, transportées de la face 15 sur la face 12. Pour effectuer ce transport, on peut par exemple utiliser une cheville 18 ou analogue que l'on poussera de l'extérieur.
La fig. 5 montre une autre forme d'exécution du support utilisé pour les corps centrifuges 8 ; corps, qui peuvent être constitués par des billes, des rouleaux ou analogues sont notamment disposés de manière à tourner dans les extrémités extérieures d'appendices 19 ou analogues montés de manière a pouvoir tourner dans le corps frappant 1.,
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Pour le reste, la disposition est analogue à la forme d'exécution suivant la fig. 3, par exemple, bien que les faces obliques 16 soient établies d'une manière quelque peu différente.
Dans la forme d'exécution suivant les fig. 6 et
7, les faces obliques 12 présentent, comme il est indiqué, une inclinaison considérable, si bien qu'on peut communi- quer aux billes un rand déplacement radial, c'est-à-dire permettre d'effectuer un emmagasinage d'énergie relative- ment considérable pour un faible mouvement axial du corps frappant.
, La fig. 8 représente une réalisation inverse de celle suivant la fig. 3, la pièce uide supportant, dans ce cas, les billes radialement mobiles 8, qui sont disposées dans des rainures radiales disposées aans une fusée centrale 20 faisant saillie de la partie arrière de la pièce guide. Ce dispositif présume, bien entendu, que la partie guide tourne.
Les fig. 9 et 10 représentent un diagramme for- ce-espace illustrant les relations mutuelles de la valeur de la force centrifuge et de la composante de puissance ci-dessus, la force de translation, dans les réalisations suivant les fig. 3 et 4. Dans ces diagrammes, les forces sont supposées être indiquées en oraonnées, les espaces en abscisses, et les points c, a, b, d, e et C, A, B, D, E respectivement dans les fig. 9 et 10 correspondent aux points semblables aans les fig. 3 et 4 d'une manière qui ne nécessite aucune explication.
Les surfaces hachurées au-dessous de l'axe des abscisses représentent le travail de freinage absorbé par les corps centrifuges lors du mouvement en avant du corps frappant, passant le point où le coup doit être nDrmalement transmis à l'enclume et il,
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faut, si l'on veut obtenir une protection efficace, que ce travail soit égal au travail de frappe précédemment transmis au corps frappant, lequel travail se trouve, dans les diagrammes, indiqué par les surfaces hachurées au-dessus de l'axe des abscisses.
Ceci dit, nous déclarons considérer comme étant' de notre invention et revendiquer :
1 .- Un dispositif, dans ceux des outils frap- pants ou percutants qui contiennent une pièce frappante alternative et une pièce guide non glissante coopérant avec ladite pièce et dans lesquels l'une de ces pièces, ou toutes deux, exécutent en outre un mouvement rapide de rotation, ce dispositif étant caractérisé en ce que la pièce tournante ou les deux pièces tournantes sont res- pectivement munies de corps qui sont disposés de façon mo- bile, qui sont déplacés par des forces centrifuges et qui coopèrent avec des surfaces de guidage en mouvement alter- natif respectivement par rapport aux corps.
2 .- Dans le cas où le corps frappant ou per- cutant possède aussi un mouvement rapide de rotation, un ou plusieurs corps centrifuges sont disposés de façon mobile sur le corps frappant ou percutant et coopèrent avec les surfaces de guidage correspondantes de la pièce guide qui peut aussi, éventuellement tourner.
3 .- Dans le cas où la partie guide subit un mouvement rapide de rotation, un ou plusieurs corps cen- trifuges sont disposés de façon mobile sur la pièce gui- de et coopèrent avec les faces de guidage correspondantes de la pièce frappante ou percutante alternative, qui peut aussi, éventuellement tourner.
4 .- Si la pièce frappante ou percutante ainsi que la pièce guide exécutent un mouvment rapide de rota-.
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tion, ladite pièce frappante, de même que ladite pièce guide sont munies d'un ou plusieurs corps centrifuges, coopérant avec les surfaces de guidage desaites pièces guides et de ladite pièce frappante.
5 .- Les surfaces de guidage ont une forme telle que, lors du mouvement de recul du corps frappant ou percutant, les corps centrifuges sont déplacés dans un sens opposé à la, force centrifuge, emmagasinant de ce fait, totalement ou en partie l'énergie nécessaire pour le mouvement de frappe du corps percutant.
6 .- Suivant une variante, les surfaces de guidage ont la forme de plans inclinés par rapport à l'axe de rotation de la ou des pièces tournantes.
Suivant une autre variante. les surfaces de guidage ont la forme de surfaces courbes.
8 . - Quelques unes des surfaces de guidage ont une forme telle que, lorsque l'outil frappant marche a vide pendant la dernière partie du mouvement de frappe, elles déplacent les corps centrifuges dans une direction opposée à la force centrifuge, emmagasinant ainsi, tota- lement ou en partie l'énergie de frappe ou de percussion.
9 .- La partie en question de la surface de guidage a la forme d'un plan incliné par rapport à l'axe de rotation de la ou des pièces tournantes.
10 .- Suivant une variante, la partie en ques- tion de la surface de guidage a la forme d'une surface courbe.
11 .- La partie arrière de la surface de gui- dabe est parallèle à l'axe de rotation des pièces tour- nahtes.
12 .- Le corps centrifuge est constitué par des billes disposées en vue de glisser radialement dans la ou
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les pièces tournantes.
13 .- Les corps centrifuges sont constitués par des appendices, ou bras, lestés, de manière à tourner dans la ou les parties tournantes.
14 .- Les appendices ou bras portent, à leurs extrémités externes, des corps centris en forme de billes disposées pour tourner.
15 .- Suivant une variante, les appendices ou bras portent, à leurs extrémités externes des corps cen- trifuges en forme de billes disposées pour tourner.
16 .- Dans le cas où la partie guide tourne obligatoirement et où le corps fra-opant est forcé de par- ticiper à ce mouvement par un assemblage à rainure et lan- guette, les corps centrifuges sont utilisés comme languet- tes, tandis que les surfaces de guidage ont en même temps la forme de rainures.
17 .- Un organe manoeuvré à la main pour effec- tuer un déplacement mutuel entre la partie frappante et la partie guide.
18 .- La partie frappante, la douille de gui- dage et l'enclume coopérant avec le corps frappant sont agencées conformément au brevet n du 25 novem- bre 1927.