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"OUTIL A PERCUSSION. "
La présente invention concerne des outils à percussion tels que des marteaux perforateurs pour roches et en Particulier des outils à percussion qui sont entraînés hydrauliquement par des fluides sonsi- blement incompressibles*
Le but principal de l'invention est de fournir un dispositif à percussion entraîné hydrauliquement et un procédé d'utilisation de ce dispositif, ayant un rendement accru exprimé en énergie débitée par unité
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d'énergie fournie au dispositif.
Une façon d'atteindre le but énonce au para
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graphe précédent consiste à prévoir des 801t±ta.... des moyens par lesquels la 4460 de l'impact "tre la pièce de ftappe ët la Pib(f frappée est re1âtiv.... ment longue, développant ainsi au maximum la transmit.. sion d'énergie à l'outil actionné par celle-ci.
Dans sa forme la plus générale la presse
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invention fournit un dispositif à percussion hydratt- lique ui comporte uâ@ pièce fo fra-pe, animée d'un mouveuent de va-et-vient, à surface différentielle, et une soupape de oomIlUl de répondant directement à la position de la pièce de trappe.
Plue précisément, l'invention fournit un sys-
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tème perfectionna pour J1 utilisation de l'énergie fournie à un dispositif à peroussion hydraulique du type comprenant une source de fluide hydraulique nous pression, un marchât à surface différentielle animé d'un mouvement de va-et-vient sous l'action d'un fluide sous pression , et une soupape de commande comportant un tiroir à mouvement de va-et-vient à sur-
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faco différentielle fonctionnant en réponse à la poei-' ' tion du marteau pour inverser le sens de la courte du marteau, comprenant un moyen maintenant la plus
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petite surface du marteau en cozmW4cation.avoo la source de fluide hydraulique, sous pression un ooïrta..;
comprenant la soupape de commande pour connecter alternativement la source de fluide hydraulique sous pression à l'extrémité du marteau correspondant à
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la plus grande (surfaces, un moyen maintenant en commu... nication avec la source de fluide hydraulique sous pression l'extrémité du tiroir à mouvement de va-et- vient correspondant à la surface la plus petite et un ensemble comprenant le piston pour connecter al- ternativement la source de fluide hydraulique sous pression à la plus grande surface du tiroir,
En se référant aux dessine ;
La figure 1 est une vue latérale d'un disposi- tif à percussion selon l'invention ; la figure 2 est une coupe du mécanisme du marteau et de la soupape représenté sur la figure 1; la figure 3 est une coupe par la ligne 3-3 de le figure 2 ; la figure 4 est une coupe par la ligne 4-4 de la figure 3; et la figure 5 ost une vue schématique repré- sentant les circuits hydrauliques à travers le dis- positif à percussion représenté aux figures 1 à 4.
Comme on le voit le mioux sur les figures 1 et 2, l'ensemble comprend un outil désigné par la ré- férence 19 et comprenant fondamentalement un corps principal 20 qui comprend à la fois un ensemble de cylindre 21 et un corps de soupape désiré dans son ensemble par la référence 22.
L'ensemble de c/lindre 21 présente une chemise centrale 25 dans laquelle coulisse en un mouvement de va-et-vient un piston ou marteau 23. La chemise
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est fermée dans le haut par un chapeau ou tête arrière 24,
A l'extrémité intérieure de l'ensemble de cylindre 21 est fixé un fût désigné généralement par la référence 26 et contenant une pièce percutée ou enclume et un élément rotatif,généralement appe- lé écrou de rotation et désigné par la référence 28.
L'enclume 27 est montée coulissante afin de pouvoir aller et venir longitudinalement à l'intérieur de l'écrou de rotation 28, et ce dernier tourne à son tour dans des portées appropriées pour la rotation, ménagées à l'intérieur du fût. Un chapeau avant ou inférieur, habituellement appelé décaleur et dési- gné par la référence 30 ferme le fût. L'enclume traverse le décaleur et elle peut être filetée à son extrémité antérieure (non représentée) pour rece- voir un accouplemonb pour un fleuret de forage ou un élément analogue auquel est finalement fixé à son extrémité la plus éloignée un trépan de forage.
S'étendant longitudinalement à travers la tête arrière 24, le marteau et jusque dans l'enclume 27, se trouve un tube d'injection 32 qui fournit un passade pour l'air comprimé utilisé pour le soufflage du trou. L'air sous pression arrive à tra- vers un orifice d'admission approprié 33.
La rotation de l'enclume et des pièces qui y sont fixées s'accomplit dans la réalisation repré- aentée au moyen d'un moteur de rotation indépendant
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34 qui est de préférence du type hydraulique à couple élevé et entraîne l'éorou de rotation 28 au moyen d'une chaîne 36. Le moteur 34 est fixé par boulonnage ou bridage sur le fût 26.
Dans la forme de réalisation représentée, le moteur de rotation 34 est commandé par un circuit hydraulique entièrement indépendant et ne joue aucun rôle particulier dans le fonctionnement proprement dit de 1'ensemble de marteau et de la soupape de commandePour cette raison cette description es limitera aux détails de l'ensemble do marteau et à son fonctionnement.
Comme on l'a décrit ci-dessus, le boisseau de distribution ou ensemble de soupape de commando 22 est fixé et relié pour fonctionnement à l'ensemble de cylindre 21 ; il comprend une douille centrale 38 et des bouchons do fermeture appropriés arrière et avant 29 et 31, Un tiroir de soupape 39 est monté dans l'alésage de la douille 38 de façon à pouvoir y aller et venir.
L'extrémité inférieure 41 du tiroir 39 présente une aire de section transversale qui est mesurée par le diamètre extérieur maximum du tiroir tandis que l'extrémité supérieure 42 a son aire de section transversale efficace mesurée par le diamètre exté- rieur d'un petit plongour creux 40 qui est monté dessus. Ce plongeur formant prolongement est monté avac jeu dans un évidement ménagé dans l'extrémité du
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tiroir et y est maintenu en place par le fluide soua pression du dispositif ou, lorsqu'on le désire, par un ressort 39' qui n'est représenté que sur la figure 2.
Une telle disposition évite des pressions concentriques sur le tiroir qui prendraient naissance si le plongeur était maintenu en place par un ajus- tage à force.
L'ensemble de cylindre est muni sur un coté d'une botte multiple ou chapelle de retour hydrauli- que 43 (fig.3), qui ost toujours en communication directe avec des orifices de retour 44, 45 et 46, (figurée 3 et 4), Parmi ces orifices, les orifices de retour 44 et 46 ont pour fonction de recevoir les fuites qui peuvent passer derrnière le piston 23 pour empêcher que la pression ne s'élève au voisinage des joints 47 situés entre l'ensemble de cylindre 21 et le fût 26 et les joints 47'situés à l'arrière de l'ensemble de cylindre au voisinage de la tête arrière 24.
Ainsi, les fuites de fluide hydraulique passant autour des points 47 et 47' re- tournent simplement dans le réservoir ou récipient hydraulique 55 grâce à la rainure annulaire 44' qui est ménagée entre l'ensemble de cylindre et la fût ; et les orifices 46' et la rainure annulaire 46" au voisinage des joints arrière. Una rainure coopérante 48' et des ouvertures 48" renvoient au réservoir le fluide hydraulique qui a fui derrière l'extrémité arrière ou supérieure du tiroir 39 et du plongeur 40.
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L'orifice de retour 45 est utilisé dans le cycle de fonctionnement du dispositif pour déverser du fluide sur la course vors l'arrière ou ascen- dante du piston 23 et sur la course avant ou descen- dante du tiroir 39 ainsi qu' on l'expliquera ci- après à propos du fonctionnement du dispositif.
Une botte d'admission et de distribution ou chapelle de fluide sous pression 48, qui est représen- tée plus clairement à la figure 3, est montée le long de l'autre coté de 1'ensemble de cylindre 21 et cette botte do distribution est en communication continuelle avec les orifices d'admission de pres- sion 49, 51 et 52 (figures 2 et 4).
Ainsi qu'on le verra en se reportant au sché- ma du dispositif (fig.5) la botte de pression 48 est toujours en communication avac la conduite d'a- limentation de fluide sous pression 53 et avec l'accumulateur hydraulique 54, lorsqu'on emploie un accumulateur.
Comme on le voit particulièrement à la fig.2, le piston 23 est muni d'épaulements de portée dis- tants l'un de l'autre 56 et 57 qui définissent outre eux un passage ou gorge de commande 58. Ces épaule- ments de portée constituent également las aires of- ficacos sur lesquelles agit le fluide sous pression pour provoquer le mouvement de va-et-vient du piston.
Ces aires comprennent la partie annulaire 59 sur la face inférieure ou extérieure de l'épaulemont
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de portée avant ou inférieur 56 et la partie annu- laire 60 sur la face externe ou supérieure de l'é- paulement de portée 57.
La partie de la chemise 25 dans laquelle vont et viennent les épauloments de portée du piston a un diamètre intérieur uniforme ot se termine respec- tive ent par des épaulements 25' et 25" à. ses ex- trémités inférieure et supérieure, respectivement.
Le piston lui-même a un diamètre extérieur moins grand en arrière de l'épaulement do portée 57 que ce n'est lu cas en avant de l'épaulement de portée 56 réalisant ainsi une aire plus petite sur la partie annulaire avant 59 que sur la partie annu. laire arrière 60. Ces aires différentes ont une grena- de importance parce que la partie annulaire 59 dont l'aire est plus petite est toujours en communication avec le fluide sous pression par l'intermédiaire des orifices de pression 49 do la rainure annulaire 61 et des orifices 62 et 63 dans la chemise 25.
Par suite, la partie annulaire relativement plus grande située à la partie arrière fournit la força nécessai- re dirigée vers l'avait ou vers le bas, quand elle est mise sous pression, afin de surmonter la pression constante exercée sur la partie annulaire avant 59.
Le sommet du tiroir 39 est également maintenu sous la pression constante du système par l'orifice de pression 52 et les conduits de liaison 52' (re- présentés en pointillé sur la figure 2). Ceci agit
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pour faire démarrer le déplacement du tiroir lorsque la pression est supprima du côté opposât La commu- nication directe continuelle d'une extrémité du tiroir et du marteau avec la système de pression par l'intermédiaire du collecteur de pression 48 est importante pour la conservation do l'énergie fournie au dispositif.
Les conduits et orificos restants seront étudiés dans la description suivante du fonctionnement.
FONCTIONNEMENT
Si le système, tel qu'il est représenté sur les dessins est mis sous pression par la pompe 21', le fluide sous pression agit sur l'aire annulaire
59 obligeant le marteau 23 à ad déplacer vers la position haute ou de droite,Le fluide sollicita en tâte de la partie annulaire arrière 60 s'échappe par les orifices 56 ménagés dans la chemise, arrive dans une rainure annulaire 67 située dans la bois- seau de distribution 22 et de là passe par l'orifi- ce 68 dans une rainure annulaire 69 ménagée dans la douille de distribution 38 d'où il s'écoule en passant par la rainure 70 et les orifices 70' pour parvenir à la rainure commune 45' et de là revenir par l'orifice de sortie 45 et retourner dans le ré- servoir 55.
Lorsque la marteau continuo à se déplacer vers le haut, l'épauloment de portée 56 masque d'abord une lumière 71 qui communique par la rai- nure commune 72 de l'ensemble do cylindre et du boisseau do distribution et par l'orifice de liaison
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73, avec l'alésage 40 de la douille de distribution 38. La première action consiste simplement à boucher la lumière 71, mais le déplacoment du marteau qui se continuo vers lu haut ou vers l'arrière amène le bord ou arête de fuite de l'épaulement de portée 56 au-delà da la lumière 71.
Celle-ci laissa passer le fluide sous pression venant do l'orifice d'admission 49, do la rainure 61, dos conduits 62, 71, 72 et 73 jusqu'à la partie avant ou inférieure 41 du ti- roir 39 provoquant do cette manière le démarrage de son déplacement de translation vers la droite ou vors l'arrière par rapport à 1' ensemble du dispositif. lorsque le tiroir 39 se déplace vers la droite, c'est-à-dire vers l'arrière- du dispositif, le marteau continue également sur sa lancée vers l'arrière ou vers le haut.
Le déplacement de translation du ti- roir 39 vers le haut ou vers l'arrière amène son épaulement de portée arrière ou inférieur 74 à masquer la rainure annulaire 70 empêchant ainsi tout écoulement à l'orifice de rotour 45 du fluide dépla- cé en tête de la partie annulaire 60. Lorsque le ti- roir 39 continue encore à se déplacer vers le haut, c'est-à-dire vers l'arrière, du dispositif, son épau- lement de portée arrière ou supérieurs 76 ouvre la communication avec la rainure 77 et l'orifice 78 dans le boisseau de distribution de telle sorte que du fluide sous pression provonant de l'orifice 51 et de la rainure annulaire 51' s'écoule à travers l'a- lésage de la douille et de là,
en empruntant la
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rainure 69, les orifices 68,la rainure 67 et les orifices 66, parvient dans la chemise do marteau 25 où il agit contre la partie angulaire supérieure ou arrière 60 du marteau, d'abord pour provoquer la décélération de celui-ci et ensuite l'accélération du marteau dans la direction oppose, o'et-à-dire vers l'avant ou vors le bas.
Pondant la période de décélération l'inertie du piston provoque un déplacement du fluido vers le haut, depuis la zona située au-dessue de la partie annulaire 60 vors le circuit sous prossion faisant ainsi monter la prussien dans l'accumulateur 54 ce qui aide la pression du Système à accélérer le dé- placement du marteau vors le bas ou vers l'avant.
comme il est représenté sur la figure 5, l'accumu- lateur 54 comprend une zone d'accumulation do fluide hydraulique 54' et uno zono d'accumulation d'air comprimé 54". La zona d'accumulation d'air comprimé 54" peut être munie d'une admission 55' comportant uno soupape afin d'y envoyer de l'air comprimé à la pression désirée*
Si la déplacement du marteau n'est pas inversé avant le moment où l'épaulemont do portée 57 masque la lumière 66, l'épaulement de portée pénètre dans la zone d'amortissement limitant et confinant le fluide, zone désignée par la référence 80,
et le résultat do ceci est que la pression do fluide augmente rapide- ment et arrête ainsi le déplacement du marteau on
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provoquant le début do son mouvement inverse à la façon d'un ressort hydraulique.
Un orifice étranglé 80' pour la canal 63 se trouve en communication avec l'admission à pression constante 49 et également avec l'aire voisine de la partie inférieure du piston, Cet orifice étranglé a doux buts : si le piston au cours de non déplace- ment masque et ferme la lumière 62, alors l'orifice étrangle l'écoulement du fluide sous pression et sert d'amortisseur pour le marteau ainsi qu'à maintenir un écoulement d'huile sous pression vers la partie avant du marteau.
Lorsque le piston se déplace vers le bas c'est- à-diro vers 1'avant,l'épaulement de portée 56 com- mence par masquer et fermer la lumière 71, "verrouil. lant" ainsi temporairement le tiroir dans la position haute arriere.La poursuite du déplacement du marteau démasque la lumière 71, la mettant en communication avec le conduit 58 limité entra les épaulements de portée 56 et 57 de tulle sorte quo la zone 40' au voisinage de la partie avant ou inférieure do la douille do distribution 38 cet reliée au retour 45 par les lumières 71,72 et 73, le conduit 58 et l'ori- fice 58'.
Ceci réduit la pression régnant sur la face avant ou inférieure du tiroir de sorte que la pression constante maintonuo sur l'aire exposée du plongeur 40 provoque le déplacement de translation du tiroir vers le bas ou vers la gauche du dessin ou l'avant du dispositif. Ce déplacement do transla.
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tien amène l'épaulomont de portée 76 du tiroir au delà do la lumière 77 co qui a pour effet d'arrêter le passage du fluide sous pression venant de l'ad- mission 51 de la partie annulaire 60, En même temps, l'épaulemont do portée 74 démasque la lumière 70 et par cela même supprime la pression s'exerçant sur la partie annulaire 60 on la reliant à l'orifice de retour 45.
Il y a également des dispositifs amortisseurs pour le tiroir 39' En ce qui concerne le déplace- ment vers le bas ou vers l'avant, le travail d'amor- tissement est réalisé au moyen d'une partie dépouillée cylindriquement 41' et d'un goujon fixé 81 qui est disposé de façon à s'ajuster dans la partie dépouillée et ce faisant emprisonne du fluide hydraulique ce qui ralentit l'action du tiroir on l'amortissant.
A l'extrémité opposée du tiroir le déplace- ment vers le haut, c'est-à-dire vers l'arrière du dispositif est amorti au moyen do la partie évasée 42' qui s'ajuste dans un évidomont 82 ménagé sur le bouchon 29 du collecteur.
Pendant le déplacement du marteau vers le bas. c'est-à-dire vers l'avant, 16 fluide sous pression déplacé en tête de la partie angulaire 59 n'st pas renvoyé au réservoir 55. Au lieu de ceci ce fluide déplacé est recyclé par l'orifice d'admission de pression 49 et renvoyé dans la circuit sous pression où il fournit une partie du fluide sous pression pénétrant par l'orifice 51.
Ceci a son importance
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car on réduit ainsi les besoins volumétriquee totaux du circuit sous pression ce qui permet d'em- ployer une pompa plus petite avec comme résultat uno diminution do la puissance nécessaire et, étant donné qua ceci diminua agalement le débit du liquida, on réduit par là même les partes par frottement.
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N6anzoîno, après quo l'orifice 77 a eté formé par l'épaulemont de portée 76, le fluide déplace par los stades terminaux du déplacement du piston vers le bas c'est-à-diro vers l'avant s'en va à l'accu- . mulatour 54 afin d'y provoquer à l'intérieur une augmentation de pression* Cotte augmentation de pression, conjointement avoc l'énergie de rebond provenant de l'impact du piston contre l'enclume augmente la vitesse initiale du piston dirigée vers
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le haut c'oat-à-diru vers l'arrière.
Le circuit on outru est :.:;r:lnd.1ùnt simplifié par l'élimination de soupapes et de leurs éléments associés, dont l'existence sorait indispenaablu pour envoyer ce fluide sous pression dans lo réservoir 55 lorsque le
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piston ffectua sa course vors le bas c'ost-à-d1re t' sa course vors l'avant ou course de travail.
Cornue on l'a noté précédemment, uno séquence analogue se produit pendant la dernière partie du
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déplacement du piston vers le haut eloot-à-dire vvre l'arrière, après que le tiroir 39 s'est dépla- cé vurea droite, c'est-à-dire vers l'arrière, pour démasquer l'orifice do pression 51 afin de laisser
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pénétrer du fluide sous pression dans la partie annu- laire 60.
C'est-à-dire que le fluide déplacé en tata de la partie annulaire 60, lorsque le piéton diminue da vitesse oat refoule par Ion orifice 66, 67 et 68 et la partie annulaire 69 jusqu'à 1' orifice 51, le résultat en étant l'arrivée du fluide à l'ac- cumulateur 54 afin de charger ce dernier.
La mène séquence* générale de fonctionnement existe également dans le cycle de la soupape de com- mande ou boisseau de distribution. Ce qui revient à dire que le fluide n'est renvoyé au réservoir 55 que pendant la course du piston qui est dirigée vers le bas c'est-à-dire vers l'avant du dispositif; et lorsque le tiroir sa déplace vers le haut, le fluide déplacé est refoulé dans le circuit de près* sion où il est disponible pour agir sur la partie inférieure ou partie avant du tiroir. Ceci réduit la quantité du fluide sous pression devant âtre fourni par la pompe 21' pour maintenir le circuit on entier sous pression et simplifier le système de soupapes en éliminant un cycle de retour au réservoir.
D'une manière générale, on n'a pas besoin do graissage pour les éléments du dispositif qui sont animés d'un mouvement do va-et-vient parce qu'ils sont constamment baignés dans le fluide hydraulique qui constituo lui-même un lubrifiant.
On voit que l'invention réalise bien les objectifs qui ont été énoncés au début de la des- c iption et apporte dos améliorations notables aux
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dispositifs hydrauliques à mouvement de va-et-vient.
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"PERCUSSION TOOL."
The present invention relates to percussion tools such as rock drills and in particular to percussion tools which are hydraulically driven by sound incompressible fluids *
The main object of the invention is to provide a hydraulically driven percussion device and a method of using this device, having an increased efficiency expressed in energy delivered per unit.
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of energy supplied to the device.
One way to achieve the goal stated in para
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The preceding graph consists in providing 801t ± ta .... means by which the 4460 of the impact "be the piece of the tap and the Pib (struck f is re1âtiv .... ment long, thus developing the transmission as much as possible). .. energy supply to the tool actuated by it.
In its most general form the press
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invention provides a hydrattic percussion device ui comprises a piece fo fra-pe, animated by a reciprocating movement, with a differential surface, and an oomIlUl valve responding directly to the position of the piece of hatch.
More precisely, the invention provides a system
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tem perfected for J1 use of the energy supplied to a hydraulic percussion device of the type comprising a source of hydraulic fluid under pressure, a differential surface step animated by a reciprocating movement under the action of a fluid under pressure, and a control valve comprising a reciprocating slide valve to
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differential faco operating in response to the poei- '' tion of the hammer to reverse the direction of the short of the hammer, comprising a means maintaining the most
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small area of the hammer in cozmW4cation.avoo the source of hydraulic fluid, under pressure an ooïrta ..;
comprising the control valve for alternately connecting the source of pressurized hydraulic fluid to the end of the hammer corresponding to
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the largest (surfaces, a means maintaining in communication with the source of pressurized hydraulic fluid ... the end of the reciprocating spool corresponding to the smallest surface and an assembly comprising the piston for alternatively connect the source of pressurized hydraulic fluid to the largest surface of the spool,
By referring to the drawings;
Figure 1 is a side view of a percussion device according to the invention; Figure 2 is a sectional view of the hammer and valve mechanism shown in Figure 1; Figure 3 is a section taken on line 3-3 of Figure 2; Figure 4 is a section taken on line 4-4 of Figure 3; and Figure 5 is a schematic view showing the hydraulic circuits through the percussion device shown in Figures 1 to 4.
As seen in Figs. 1 and 2, the assembly comprises a tool designated 19 and basically comprising a main body 20 which comprises both a cylinder assembly 21 and a valve body desired in as a whole by reference 22.
The cylinder assembly 21 has a central liner 25 in which a piston or hammer 23 slides in a reciprocating motion.
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is closed at the top by a hat or rear head 24,
Attached to the inner end of the cylinder assembly 21 is a barrel designated generally by the numeral 26 and containing a impacted part or anvil and a rotating member, generally called the rotation nut and designated by the numeral 28.
The anvil 27 is slidably mounted so as to be able to move back and forth longitudinally inside the rotation nut 28, and the latter in turn rotates in suitable bearing surfaces for rotation, provided inside the barrel. A front or bottom cap, usually referred to as a shifter and designated by the numeral 30, closes the barrel. The anvil passes through the shifter and may be threaded at its front end (not shown) to receive a coupling socket for a drill bit or the like to which is finally attached at its far end a drill bit.
Extending longitudinally through the rear head 24, the hammer and into the anvil 27, is an injection tube 32 which provides a passage for the compressed air used for blowing the hole. The pressurized air enters through a suitable inlet port 33.
The rotation of the anvil and the parts attached to it is accomplished in the embodiment shown by means of an independent rotation motor.
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34 which is preferably of the high torque hydraulic type and drives the rotation force 28 by means of a chain 36. The motor 34 is fixed by bolting or clamping on the barrel 26.
In the embodiment shown, the rotation motor 34 is controlled by a fully independent hydraulic circuit and plays no particular role in the actual operation of the hammer assembly and the control valve. For this reason this description will be limited to details of the hammer assembly and its operation.
As described above, the distribution valve or control valve assembly 22 is attached and operatively connected to the cylinder assembly 21; it comprises a central bush 38 and suitable rear and front closing plugs 29 and 31. A valve spool 39 is mounted in the bore of the bush 38 so that it can be moved back and forth.
The lower end 41 of the drawer 39 has a cross-sectional area which is measured by the maximum outside diameter of the drawer while the upper end 42 has its effective cross-sectional area measured by the outside diameter of a small plunger. hollow 40 which is mounted on it. This plunger forming an extension is mounted with clearance in a recess made in the end of the
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slide and is held in place by the fluid under pressure from the device or, when desired, by a spring 39 'which is only shown in Figure 2.
Such an arrangement avoids concentric pressures on the spool which would arise if the plunger were held in place by a press fit.
The cylinder assembly is provided on one side with a multiple boot or hydraulic return chapel 43 (fig. 3), which is always in direct communication with the return ports 44, 45 and 46, (fig. 3 and 4), Among these orifices, the return orifices 44 and 46 have the function of receiving the leaks which may pass behind the piston 23 to prevent the pressure from rising in the vicinity of the seals 47 located between the cylinder assembly 21 and the barrel 26 and the seals 47 'located at the rear of the cylinder assembly in the vicinity of the rear head 24.
Thus, the hydraulic fluid leaks passing around the points 47 and 47 'simply return to the reservoir or hydraulic container 55 thanks to the annular groove 44' which is formed between the cylinder assembly and the barrel; and ports 46 'and annular groove 46 "in the vicinity of the rear seals. A cooperating groove 48' and openings 48" return hydraulic fluid which has leaked behind the rear or upper end of spool 39 and plunger 40 to the reservoir. .
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Return port 45 is used in the operating cycle of the device for discharging fluid on the rearward or upward stroke of piston 23 and on the forward or downward stroke of spool 39 as well. 'will be explained below about the operation of the device.
An intake and distribution boot or pressurized fluid chapel 48, which is shown more clearly in Figure 3, is mounted along the other side of the cylinder assembly 21 and this distribution boot is in continuous communication with the pressure inlet ports 49, 51 and 52 (Figures 2 and 4).
As will be seen by referring to the diagram of the device (fig. 5), the pressure boot 48 is still in communication with the pressurized fluid supply line 53 and with the hydraulic accumulator 54, when using an accumulator.
As can be seen particularly in FIG. 2, the piston 23 is provided with bearing shoulders 56 and 57 spaced apart from each other, which in addition define a passage or control groove 58. These shoulders range are also the of- ficacos areas on which the pressurized fluid acts to cause the piston to move back and forth.
These areas include the annular portion 59 on the underside or exterior of the shoulder.
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bearing front or lower 56 and the annular portion 60 on the outer or upper face of the bearing shoulder 57.
The portion of the liner 25 in which the piston bearing shoulders move back and forth has a uniform inside diameter and terminates respectively in shoulders 25 'and 25 "at its lower and upper ends, respectively.
The piston itself has a smaller outer diameter behind the seating shoulder 57 than it does in front of the seating shoulder 56 thus providing a smaller area on the front annular portion 59 than on the front annular portion 59. the annulled part. rear area 60. These different areas are of great importance because the annular portion 59, the area of which is smaller, is always in communication with the pressurized fluid through the pressure ports 49 of the annular groove 61 and orifices 62 and 63 in the sleeve 25.
As a result, the relatively larger annular portion at the rear provides the necessary force directed upward or downward, when pressurized, to overcome the constant pressure exerted on the front annular portion. .
The top of the spool 39 is also maintained under constant system pressure by the pressure port 52 and the connecting conduits 52 '(shown in dotted lines in FIG. 2). This acts
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to start spool movement when pressure is removed from the opposing side Continuous direct communication from one end of the spool and hammer to the pressure system through the pressure manifold 48 is important for the maintenance of pressure. the energy supplied to the device.
The remaining conduits and openings will be studied in the following description of the operation.
OPERATION
If the system as shown in the drawings is pressurized by pump 21 ', the pressurized fluid acts on the annular area.
59 forcing the hammer 23 to move to the upper or right position, The fluid requested in the head of the rear annular part 60 escapes through the orifices 56 formed in the liner, arrives in an annular groove 67 located in the wood- distribution bucket 22 and from there passes through the orifice 68 into an annular groove 69 formed in the distribution sleeve 38 from where it flows through the groove 70 and the orifices 70 'to reach the groove common 45 'and from there return through the outlet 45 and return to the tank 55.
As the hammer continues to move upward, the bearing shoulder 56 first masks a lumen 71 which communicates through the common groove 72 of the cylinder assembly and the distribution valve and through the orifice. bond
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73, with the bore 40 of the distribution sleeve 38. The first action consists simply in plugging the port 71, but the displacement of the hammer which continues upwards or backwards brings up the trailing edge or edge of the valve. 'span shoulder 56 beyond the lumen 71.
This allowed the pressurized fluid coming from the inlet port 49, from the groove 61, back conduits 62, 71, 72 and 73 to the front or lower part 41 of the spout 39 causing this to pass. way the start of its translational movement to the right or vors the rear relative to one whole device. when the spool 39 moves to the right, that is to say towards the rear- of the device, the hammer also continues in its rearward or upward movement.
The translational movement of the spout 39 upwards or backwards causes its rear or lower bearing shoulder 74 to mask the annular groove 70 thus preventing any flow at the rotary orifice 45 of the fluid displaced at the head. of the annular portion 60. When the drawer 39 still continues to move upwards, that is to say backwards, of the device, its rear or upper shoulder shoulder 76 opens communication with the device. the groove 77 and the orifice 78 in the distribution plug such that pressurized fluid from the orifice 51 and the annular groove 51 'flows through the bore of the socket and from there ,
by borrowing the
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groove 69, the orifices 68, the groove 67 and the orifices 66, enters the hammer sleeve 25 where it acts against the upper or rear angular portion 60 of the hammer, first to cause the latter to decelerate and then acceleration of the hammer in the opposite direction, ie forward or down.
By adjusting the deceleration period, the inertia of the piston causes the fluido to move upwards, from the zone located above the annular part 60 vors the circuit under prossion thus causing the Prussian to rise in the accumulator 54 which helps the System pressure to accelerate hammer movement downward or forward.
As shown in Figure 5, the accumulator 54 comprises a hydraulic fluid accumulation zone 54 'and a compressed air accumulation zone 54 ". The compressed air accumulation zone 54" can be fitted with a 55 'inlet comprising a valve in order to send compressed air to it at the desired pressure *
If the displacement of the hammer is not reversed before the moment when the bearing shoulder 57 masks the light 66, the bearing shoulder penetrates the damping zone limiting and confining the fluid, zone designated by the reference 80,
and the result of this is that the fluid pressure increases rapidly and thus stops the displacement of the hammer on
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causing the beginning of its reverse movement like a hydraulic spring.
A constricted orifice 80 'for the channel 63 is in communication with the constant pressure inlet 49 and also with the area adjacent to the lower part of the piston. This constricted orifice has soft purposes: if the piston during no displacement - ment masks and closes the lumen 62, then the orifice throttles the flow of pressurized fluid and serves as a damper for the hammer as well as to maintain a flow of pressurized oil to the front part of the hammer.
As the piston moves down, ie forward, the bearing shoulder 56 begins by masking and closing the lumen 71, thus temporarily "locking" the spool in the up position. The continued movement of the hammer unmasks the light 71, putting it in communication with the limited duct 58 entered the bearing shoulders 56 and 57 of tulle so that the zone 40 'in the vicinity of the front or lower part of the socket distribution 38 this connected to return 45 by openings 71, 72 and 73, conduit 58 and orifice 58 '.
This reduces the pressure on the front or bottom face of the drawer so that the constant pressure maintonuo on the exposed area of the plunger 40 causes the translational movement of the drawer down or to the left of the design or the front of the device. . This displacement did transla.
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tien brings the shoulder rest of the spool 76 beyond the slot 77 co which has the effect of stopping the passage of the pressurized fluid coming from the inlet 51 of the annular part 60, At the same time, the shoulder of reach 74 unmasks the lumen 70 and thereby eliminates the pressure exerted on the annular part 60 by connecting it to the return orifice 45.
There are also damping devices for the spool 39 '. As regards the downward or forward movement, the damping work is carried out by means of a cylindrically stripped portion 41' and a fixed stud 81 which is arranged so as to fit in the stripped part and thereby traps hydraulic fluid which slows down the action of the spool and dampens it.
At the opposite end of the drawer the upward movement, i.e. towards the rear of the device is damped by means of the flared part 42 'which fits into a recess 82 made on the stopper. 29 of the collector.
While moving the hammer down. that is to say forward, the pressurized fluid displaced at the head of the angular portion 59 is not returned to the reservoir 55. Instead of this this displaced fluid is recycled through the inlet of the inlet. pressure 49 and returned to the pressurized circuit where it supplies part of the pressurized fluid entering through the orifice 51.
This is important
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because the total volumetric requirements of the pressurized circuit are thus reduced, which makes it possible to use a smaller pump with the result of a reduction in the power required and, given that this also reduced the flow rate of the liquid, thereby reducing even the parts by friction.
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N6anzoîno, after which the orifice 77 has been formed by the bearing shoulder 76, the fluid displaced by the terminal stages of the displacement of the piston downwards, that is to say, towards the front, goes to the 'accu-. mulatour 54 in order to induce an increase in pressure inside it * A corresponding increase in pressure, together with the rebound energy from the impact of the piston against the anvil increases the initial speed of the piston directed towards
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the top c'oat-à-diru towards the back.
The circuit on outru is:.:; R: lnd.1ùnt simplified by the elimination of valves and their associated elements, the existence of which was essential to send this fluid under pressure in the tank 55 when the
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piston ffectua its stroke towards the bottom, ie its stroke towards the front or working stroke.
As noted above, an analogous sequence occurs during the last part of the
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displacement of the piston upwards eloot i.e. towards the rear, after the spool 39 has moved to the right, i.e. towards the rear, to unmask the pressure orifice 51 in order to leave
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penetrate fluid under pressure into the annular portion 60.
That is to say that the fluid displaced in tata from the annular part 60, when the pedestrian decreases in speed oat discharges through the orifice 66, 67 and 68 and the annular part 69 to the orifice 51, the result being the arrival of the fluid to the accumulator 54 in order to charge the latter.
The general sequence of operation * also exists in the cycle of the control valve or distribution valve. This amounts to saying that the fluid is returned to the reservoir 55 only during the stroke of the piston which is directed downwards, that is to say towards the front of the device; and when the spool moves upwards, the displaced fluid is forced back into the pressure circuit where it is available to act on the lower part or the front part of the spool. This reduces the amount of pressurized fluid required from the hearth supplied by pump 21 'to maintain the entire circuit under pressure and simplify the valve system by eliminating a return cycle to the reservoir.
In general, there is no need for lubrication for the elements of the device which are driven in a reciprocating movement because they are constantly bathed in the hydraulic fluid which itself constitutes a lubricant. .
It can be seen that the invention achieves the objectives which were stated at the beginning of the description and brings significant improvements to the
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reciprocating hydraulic devices.