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PERFECTIONNEMENTS AUX OUTILS-A PERCUSSION, COMMANDES PAR UN MOTEUR A COMBUS-
TION INTERNE A ALLUMAGE PAR COMPRESSION. @
Cette invention concerne des perfectionnements aux outils à percus- sion commandés par un moteur à combustion interne à allumage par compression, du type dans lequel le mouvement relatif du piston et du cylindre n'est pas commandé par une manivelle à rotation continue, et l'un de ses objets est de fournir une construction nouvelle qui permette d'appliquer une méthode modi- fiée et plus simple d'injection de combustible et d'atomisationo
Dans le modèle habituel de moteurs à combustion interne à alluma- ge par compression le combustible est injecté au moyen d'une pompe à injection à haute pression,
à travers un orifice prévu dans la chambre de combustion et l'injection est effectuée au point mort intérieur ou supérieur ou près de celui-ci., c'est-à-dire approximativement au point de compression la plus for- te, à la fin de la course de compression,,
Selon la présente invention, il est prévu un outil à percussion commandé par un moteur à allumage par compression du type décrit et conçu pour fonctionner dans une position pratiquement verticale, c'est-à-dire une position qui est soit verticale, soit inclinée à 30 au plus sur la vertica- le, position dans laquelle la tête du cylindre et la couronne du piston ont leurs surfaces opposées formées de façon à coopérer'dans la position de point mort intérieur.
ou supérieur, pour former une chambre de combustion, les fa- ces tournées vers le haut desdites surfaces en opposition présentant un évi- dement ou dépression qui regoit le combustible et les faces tournées vers le bas desdites surfaces en opposition étant pourvues d'un organe de percussion monté élastiquement, lequel organe est prévu de forme et de dimension telles que'.
dans la position du point mort intérieur ou supérieur, il touche le fond de l'évidement,des moyens d'injection étant prévus pour injecter du combus- tible sous forme de masse dans ledit évidement ou dépression, pendant la cour- se d'expansion ou de compression, de préférence approximativement dans la po- sition du point mort extérieur ou inférieur et en un point du cycle antérieur à la position du point mort intérieur ou supérieur.
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On comprendra qu'avec un outil à percussion conforme à la présen- te invention,l'injection du combustible peut être effectuée en un point quel- conque du cycle, de sorte que l'orifice d'injection peut être situé en un point du cylindre éloigné de la zone de haute pression, c'est-à-dire la tête du cy- lindre, d'où le combustible peut être injecté à basse pression.
Le fait de mentionner l'injection de combustible sous forme de masse signifie que le com- bustible est injecté sous une forme comparable à celle d'un barre de combus- tible ou de gouttes à l'état pratiquement non atomisé et, lorsque la position du point-mort intérieur ou supérieur est atteinte, l'organe de percussion, par sa percussion violente contre le fond de l'évidement ou de la dépression, provoque l'atomisation du combustible dansla position du point mort intérieur ou supérieur. L'orifice d'échappement du dispositif d'injection sera natu- rellement disposé dans la paroi latérale du cylindre et il est dirigé vers le bas,si bien que le combustible éjecté par l'orifice d'échappement se pla- ce dans l'évidement ou dépression de la surface tournée vers le haut men- tionnée ci-dessus.
Une caractéristique de l'invention réside dans le fait que ledit organe de percussion est constitué par un piston différentiel disposé la section transversale la plus grande à l'intérieur d'une chambre formée der- rière ladite surface tournée vers le bas, pour former un espace fermé qui serve à créer un amortissement pour le piston différentiel, lors de la per- cussion de son extrémité inférieure avec le fond de l'évidement ou de la dé- pression.
Une autre caractéristique de l'invention réside dans le fait qu'un- passage de transport est prévu, établissant une communication, de préférence par l'intermédiaire d'un clapet de retenue, entre l'espace formant matelas d'air, derrière le piston différentiel, et une zone de haute pression dans le cylindre du moteur, pour assurer le retour du piston différentiel à sa po- sition inférieure, après que le piston a frappé l'organe de percussion.
De préférence, ladite chambre constituant l'espace formant matelas d'air est réalisée de façon à être réglable et à permettre le réglage du point précis de la course de compression auquel le piston sera en engagement avec l'organe de percussion ; onappréciera que, si l'espace formant matelas d'ajr est accru, la force de compression dans le cylindre du moteur forcera le pis- ton différentiel à monter et retirera ainsi l'organe de percussion du cylin- dre plus que ce ne serait le cas si l'espace formant matelas d'air était plus petit.
L'invention est applicable aux outils à percussion commandés par un moteur à allumage par compression, à double action, du type à piston libre et une autre caractéristique de l'invention consiste en ce que le groupe mo- teur est un type à piston libre de moteur à allumage par compression, à double action, dans lequel la totalité de la couronne inférieure dudit piston libre constitue un organe de percussion non élastique et dont la couronne supérieure est formée avec ledit évidement ou dépression, la surface interne inférieure du cylindre étant formée avec ledit évidement ou dépression et la surface interne supérieure du cylindre portant l'organe de percussion monté de façon élastique;
dans cette construction, le mouvement du piston libre à l'intérieur du cylindre sert à commander le mécanisme contrôlant l'injection de combustible à travers deux dispositifs d'injection ayant des orifices d'é- chappement prévus de façon appropriée dans la paroi du cylindre pour injec- ter le combustible dans les évidements ou dépressions formés dans l'extrémité inférieure du cylindre et dans l'extrémité supérieure dudit piston libre.
La portée de l'invention s'étend également à un marteau ou bélier de pilotage fonctionnant à combustion interne, dans lequel l'extrémité infé- rieure du cylindre est la tête d'un pieu ou est reliée à celle-ci et dans le- quel les coups du marteau sont donnés par le piston libre frappant l'extrémi- té inférieure du cylindre ou une enclume disposée dans le cylindre et consti- tuant la tête inférieure du cylindre.
Deux formes de réalisation de l'invention seront maintenant décrites avec référence aux dessins ci-annexés, dans lesquels ;
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La figure 1 est une élévation en coupe d'un type à cylindre mobile de marteau de pilotage; la figure 2 est une élévation en coupe d'un type à piston libre de marteau de pilotage, avec le piston représenté en élévation de côté; la figure 3 est une élévation en coupe du marteau de pilotage mon- tré à la figure 2, prise dans un plan vertical à angle droit par rapport au plan de la figure 2 ; la figure 4 montre une coupe suivant la ligne 4-4 de la figure 2, et la figure 5 est une élévation en coupe de l'un des injecteurs de combustible et de l'une des tuyères montées dans la paroi du cylindre dans les positions indiquées par le lignes D-D à la figure 2 et E-E à la figure 3.
On trouvera ci-après une description, avec référence à la figure 1, de l'invention telle qu'elle est appliquée à un marteau de pilotage du ty- pe à cylindre mobileo
Sur la base habituelle de la machine est montée une tige de pis- ton verticale 1, portant, à son extrémité supérieure, un piston 2. Sur le piston est monté un cylindre 3, prévu de façon à aller et venir sur le pis- ton et à frapper sur la base de la machine ou sur une enclume montée sur cel- le-ci, dans la position du point mort intérieur.
La couronne 4 du piston pré- sente une dépression hémisphérique 5, destinée à former un évidement récepteur de combustible, et un dispositif d'injection de combustible 6 et un orifice d'échappement 7 sont prévus dans la paroi latérale du cylindre 3, en un point éloigné de la tête 8 du cylindre, de sorte que, en un point situé vers la po- sition de point mort extérieur ou inférieur, le fonctionnement d'une pompe à secousses 9, montée à l'extrémité inférieure du cylindre, au moyen d'une came 10 commandée par le piston, injecte du combustible sous une forme compa- rable à celle d'une barre ou de gouttes relativement grandes dans l'évidement 5 de la couronne de piston 4.
La tête du cylindre présente également une dépression hémisphéri- que 11, conformée et disposée de façon à coopérer avec la dépression 5 de la couronne de piston 4, pour former une chambre de combustion sphérique.
Concentriquement à la dépression de la tête du cylindre est prévu un trou 12, à section transversale circulaire, à travers lequel s'avance un piston différentiel 13, dont le diamètre le plus petit 14 s'étend dans la chambre de combustion à une distance telle que, dans la position du point mort intérieur ou supérieur, son extrémité inférieure 15 soit en contact avec l'é- videment 5 de la couronne de piston 4.
L'extrémité supérieurel6 du piston différentiel 13 étant agencée dans une chambre 17, formée dans la tête 8 du cylindre, ayant une section transversale d'une surface supérieure à celle du trou 12 mentionné,, en premier lieu, l'extrémité de la chambre 17 éloignée de la chambre de combustion étant fermée de façon à former un espace d'air 18 servant d'amortisseur élastique pour le piston différentiel 13, pour absor- ber le choc de celui-ci au contact de la couronne de piston 4, pendant le fonc- tionnement du dispositif.
Il est à noter que la description qui précède concerne un type d'ap- pareil d'enfoncement de pieux à cylindre mobile et que l'invention ne se li- mite pas à ce cas, comme il ressortira de la description,'qui sera donnée ci- après avec référence aux figures 2 à 5, d'un type à piston libre de marteau de pilotage fonctionnant par combustion interne.
Dans cette seconde forme de réalisation de l'invention, un cylindre 19 est monté sur un élément de base 20, adapté pour être relié à la tête d'un pieu 21 et, disposée dans l'extrémité inférieure du cylindre et en enga- gement avec l'élément de base est prévue une enclume 22. Cette enclume 22 présente une dépression concave 23, constituant un évidement récepteur de com- bustible.
A l'intérieur du cylindre 19 est monté un piston 24, qui a deux couronnes 25 et 26, l'une au sommet (25) et l'autre à la base (26)0
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La couronne inférieure 26 du piston présente une partie convexe 27 de mêmes dimensions que la dépression concave 23 de l'enclume, les surfa- ces coopérantes de l'enclume 22 et de la couronne de piston 26 étant confor- mées de façon à fournir une chambre toroidale voisine 28, qui constitue la chambre de combustion.
Dans la paroi latérale du cylindre 19, comme on le voit à la figu- re 5, est prévu un dispositif d'injection 29 et un orifice d'échappement 30, y associé, qui est dirigé vers le bas, à un angle indiqué par la ligne D-D de la figure 2, de façon à délivrer du combustible dans la dépression conca- ve 23 de l'enclume. Le côté du piston, comme on le voit à la figure 3, est taillé pour créer un contour conformé en came 31, conçu pour commander une pompe à secousses 32, montée sur le côté du cylindre, au moyen d'une came 33, de façon que, lorsque le piston se déplace, il actionne, en un point préala- blement.déterminé, la pompe à secousses et injecte du combustible dans le creux concave 23 de l'enclume 22.
La couronne supérieure 25 du piston libre 24 présente un évidement concave 34, qui a une forme pareille à celle de l'évidement de l'enclume, c'est-à-dire celle d'un segment sphérique, tandis que la tête supérieure 35 du cylindre porte l'élément de percussion 36, monté de façon élastique (cons- truit et agencé de la même manière que le piston différentiel 13 vu à la fi- gure 1) dont l'extrémité inférieure est conformée pour coopérer avec la cou- ronne supérieure 25 du piston 24, de façon que, lorsque le piston atteint le point supérieur de sa course dans le cylindre, la couronne supérieure 25 du piston coopère avec la tête supérieure 35 du cylindre, qui est formée de fa- çon appropriée pour créer une chambre de combustion.
.. Dans la paroi latérale du cylindre est prévu un second dispositif d'injection, avec un orifice d'échappement y associé, semblable à celui qui a été décrit plus haut et dirigé, de même, vers le bas, à un angle indiqué par la ligne E-E de la figure 3, de façon à délivrer du combustible dans l'évide- ment concave 34 de la couronne supérieure 24 du piston. Ce dispositif d'in- jection est, de même, alimenté en combustible à partir de la pompe à secous- ses 32, actionnée par le contour 31 en forme de came de la paroi latérale du piston 24, comme décrit ci-dessus.
Ainsi qu'il ressort de l'examen de la figure 2; des moyens sont prévus pour assurer que le piston différentiel et Isolément de percussion 36 retournent à leur position initiale, après le choc. Ces moyens comprennent un passage ou tuyau de transport communiquant avec l'espace d'air amortisseur 40, par un clapet de retenue 38, le tuyau étant relié, à son extrémité infé- rieure,à une ouverture--39 de la chambre de combustion inférieure, c'est-à-dire d'une zone de haute pression du cylindre, par quoi, à chaque course du piston, de l'air est pompé à travers le tuyau 37, pour maintenir une pression désirée dans l'espace d'air amortisseur.
Pour faciliter la mise en marche du moteur, il est prévu, comme on le voit à la figure 3, deux tiges 41, reliées à une poignée ou oreille de levage 42, au sommet du cylindre, pourvues d'arrêts 43 disposés autour d'el- les et portant, à leur extrémité inférieure, des rondelles de basculement 44, avec des languettes 45 formées sur elles, destinées à entrer en engagement avec les gradins 46 du côté du piston. les tiges 41 sont logées dans des en- veloppes 47, prévues sur la paroi du cylindre, avec un arrêt 48.
Pour mettre le moteur en marche, les tiges sont soulevées jusqu'à ce que les rondelles butent contre les arrêts 48, soulevant ainsi le pistono Lorsqu'elles frappent les butées 48, les rondelles basculent de telle façon qu'elles quittent leur -engagement avec les arrêts 46 du piston, qui, ainsi, est libre de tomber.
En tombant, le piston actionne la pompe à secousses 32, pour l'injection du combustible et, ensuite, lorsqu'il atteint l'enclume 22, il atomise le combus- tible jet met le moteur en marche.
Dans les deux formes de réalisation de l'invention qui ont été dé- crites, le combustible est injecté sous forme de gouttes relativement grosses ou sous une forme comparable à celle d'une barre et il est atomisé par le choc de la couronne du piston ou de l'élément de percussion porté par la tê-
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te du cylindre, avec l'évidement de la tête du cylindre ou de la couronne du piston respectivement, atomisant ainsi le combustible dans la position du point mort intérieur ou supérieur, c'est-à-dire approximativement à la fin de la course de compression, ce qui détermine l'allumage de la charge de com- bustible injectée.
On notera que les deux formes de réalisation spécifiques décrites ci-dessus ne limitent pas la portée de l'invention mais servent simplement à illustrer son application aux outils à percussion comprenant un type de mo- teur à cylindre mobile ou un type de moteur à piston libre, appliqués l'un et l'autre à un marteau de pilotage.
Les autres parties nécessaires du moteur à combustion interne n'ont pas été décrites de façon spécifique mais on comprendra que les ouvertures nécessaires pour l'amenée de l'air et la sortie des gaz d'échappement sont prévues dans le cylindre, de préférence sous la forme d'ouvertures commandées par piston communiquant directement avec l'atmosphère ambiante.
REVENDICATIONS.
1.- Outil à percussion commandé par un moteur à allumage par com- pression du type décrit et agencé pour fonctionner dans une position pratique- ment verticale, dans lequel la tête du cylindre et la couronne du piston ont des surfaces en opposition conformées de fagon à coopérer dans la position du point mort intérieur ou supérieur pour former une chambre de combustion, celle desdites surfaces en opposition qui est tournée vers le haut présen- tant une dépression ou un évidement récepteur de combustible et celle desdi- tes surfaces en opposition qui est tournée vers le bas étant pourvue d'un élément de percussion monté de façon élastique, qui est de forme et de dimen- sion telles que, dans la position du point mort intérieur ou supérieur, il soit en contact avec le fond de l'évidement,
et dans lequel des moyens d'in- jection sont prévus pour injecter du combustible sous forme de masse dans le- dit évidement ou dépression, pendant la course d'expansion ou de compression, et en un point du cycle antérieur à la position du point mort intérieur ou supérieur.