"Marteau démolisseur hydraulique".
Matériau démolisseur hydraulique.
La présente invention concerne un marteau hydraulique amélioré, et en particulier un marteau démolisseur, ou un marteau perforateur.
Les travaux de démolition et de perforation sont aujourd'hui exécutés surtout au moyen de marteaux ayant un corps à double manche, une masse de percussion glissant à l'intérieur du corps sous l'action d'une poussée pneumatique dans le but de frapper un outil démolisseur sortant de l'extrémité inférieure du marteau. Les marteaux de ce type exigent dans la pratique une source d'air comprimé, provenant en général d'un distributeur et, par conséquent, ils sont très bruyants en raison de leur structure et du bruit causé par le distributeur d'alimentation qui, d'autre part, exige d'encombrants blindages pour l'usage en ville. On a déjà envisagé différentes réalisations de marteaux hydrauliques à même de remplacer les marteaux pneumatiques.
En effet, un marteau hydraulique, susceptible de donner les mêmes prestations qu'un marteau pneumatique de type conventionnel est souhaitable pour diverses raisons parmi lesquelles on peut citer une réduction dans l'absorption de puissance due à l'augmentation du rendement des machines hydrauliques, un bruit réduit grâce à l'absence d'expansion violente d'air comprimé, une durée de vie prolongée de ses éléments constitutifs intérieurs, qui sont très lubrifiés par l'huile hydraulique servant au fonc-tionnement, et encore un coût global réduit du groupe marteau-
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à l'absence de blindages coûteux contre le bruit, et enfin à l'utilisation possible, comme source de puissance, d'une installation hydraulique pour tracteurs, machines de travail du sol ou similaires, à la place d'un compresseur.
Mais, jusqu'à présent, les marteaux hydrauliques ne sont pas utilisés à grande échelle en raison de la moindre souplesse du circuit hydraulique par rapport au circuit pneumatique, qui entraîne une fatigue considérable de l'opérateur, sur
les bras duquel se déchargent en continu les chocs violents
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pas amortis par l'élasticité d'un fluide pneumatique.
Il serait donc souhaitable d'avoir à disposition un marteau hydraulique qui puisse réduire la fatigue de l'opérateur et l'usure des pièces constitutives du marteau, dues aux contrecoups incessants de la masse de percussion.
La présente invention a donc pour but de fournir un marteau hydraulique amélioré par rapport aux marteaux hydrauliques déjà connus et, en particulier, elle est caractérisée par le fait que la masse de percussion donne lieu à la percussion seulement si le foret est pressé contre la surface à percer ou à démolir. De cette façon, la fatigue de l'opérateur et l'usure du marteau sont réduits de façon considérable, étant donné qu'elles sont limitées aux périodes où le marteau est en fonctionnement actif.
Le marteau démolisseur hydraulique selon l'invention, qui comprend une masse de percussion coulissant dans une chambre axiale du corps du marteau, afin de frapper un outil monté
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fait que la masse de percussion est constituée par un élément cylindrique inférieur ayant une bague annulaire cylindrique du type à piston glissant en accouplement étanche avec le <EMI ID=4.1>
dans-un secteur moyen de cette chambre axiale est logée
une soupape-tiroir pour l'écoulement d'huile dans les conduites prévues dans la chambre axiale et par le fait encore que le marteau est équipé de moyens de démarrage et réglage de la fréquence de chocs de la masse.
Une forme de réalisation préférée de l'invention est décrite ci-après, à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : la figure 1 est une vue en coupe axiale du marteau hydraulique selon l'invention, la masse de percussion étant au repos; la figure 2 est une vue du marteau hydraulique selon l'invention, en coupe axiale, la masse étant dans la phase de mouvement ascendant; la figure 3 est une vue du marteau hydraulique selon l'.invention, toujours en coupe axiale, la masse étant dans la phase de mouvement descendant; la figure 4 est une vue frontale schématique du chariot équipé avec le marteau et les outils du circuit électrique.
Selon la figure 1, un marteau hydraulique selon la présente invention comprend un corps 10 ayant une chambre axiale 12
de grande longueur, constituée substantiellement de cinq sections cylindriques coaxiales de diamètres différents, dans laquelle coulisse la masse de percussion 16, afin de frapper le foret ou fleuret 17 de l'appareil.
La masse de percussion comporte, dans sa partie inférieure, une bague annulaire cylindrique 11 de plus grand diamètre, coulissant à étanchéité en tant que piston dans la section
13 de la chambre axiale. La partie supérieure 14 de la masse de percussion, cylindrique, coulisse à étanchéité dans la section supérieure de la chambre axiale et présente un rétrécissement à rainure 18 ayant une section circulaire.
Dans la section médiane 20 de la chambre axiale est logée une soupape à tiroir 19, équipée de saillies annulaires extérieures afin d'ouvrir et fermer les orifices d'accès/sortie de l'huile provenant du réservoir 21 (schématisé) et alimentée par l'ensemble pompe (22) - moteur (23). A l'intérieur de
la cavité supérieure de la soupape à tiroir 19 est logé un ressort hélicoïdal 25, comprimable élastiquement contre la paroi supérieure de la section 20 de la chambre axiale du tiroir 19, comme décrit ci-après. Un dispositif de démarrage et de régulation 24, commandé par des manettes de commande
26, comprend un bouton 30 ayant une rainure 27 et soumis à la sollicitation élastique d'un ressort 28.
A l'intérieur du marteau, on a prévu des conduites pour le passage de l'huile provenant du réservoir et en communication avec les différentes sections de la chambre axiale, selon la description plus détaillée qui suit.
Le fond de la section 20 de la chambre axiale est en communication, par une conduite 39, avec une chambre 9 de récupération des pertes d'huile, dans laquelle est logée une garniture étanche 40.
Considérant la figure 1, la masse de percussion du marteau hydraulique selon l'invention est au repos, c'est-à-dire n'exerce plus aucune percussion sur le foret 17. On a déjà fait remarquer en effet qu'un des avantages de l'invention demeure dans le fait que la percussion n'a pas lieu si le foret n'est pas pressé contre la surface à percer. Ainsi,
au repos, la masse est appuyée sur le foret, sans se soulever ni se baisser pour le frapper.
Ceci résulte de l'observation du parcours du fluide dans cette condition, à savoir le circuit libre à travers lequel l'huile peut passer. Ce circuit est le suivant : l'huile, provenant de la pompe 22 monte dans la conduite 35, pénètre dans la section 31 de la chambre axiale dans laquelle débouche la conduite. D'ici, à travers la conduite 37, l'huile passe à l'intérieur de la cavité de la soupape à tiroir 19 et, par l'orifice de cette dernière, revient au réservoir 21.
Une certaine partie de l'huile qui monte dans la conduite 35, de même, peut pénétrer dans la partie inférieure de la section 20 de la chambre axiale, et de là, par la conduite 33, passer dans la section 13 de cette chambre, en exerçant une certaine pression sur la surface inférieure du piston 11. Cette pression est toutefois réduite au minimum, car son échappement a lieu surtout de la façon suivante : la pression s'exerçant sur la face inférieure du piston 11 est contrebalancée par la pression exercée sur la face supérieure du pis ton par l'huile provenant de l'orifice de la soupape à tiroir 19 à travers la conduite 34, selon les flèches.
Par conséquent, la masse de percussion est stable, c'est-àdire qu'elle n'est sollicitée ni à monter ni à descendre dans la chambre axiale. En d'autres termes, la foret de l'appareil n'est pas frappé.
La figure 2 se rapporte au contraire à la condition dans laquelle l'opérateur appuie le foret sur la surface à percer, la couronne 32 qui présente le foret étant poussée contre la surface inférieure 8 du corps du marteau. Il en résulte
la montée de la masse de percussion dans la chambre axiale d'une course suffisante pour fermer, au moyen de la partie supérieure 14 de cette masse, l'orifice d'accès dans la section 31 de la conduite d'huile 35. Par rapport à la situation de la figure 1, l'huile,provenant de la pompe par la conduite
35, ne peut pas pénétrer dans la partie supérieure de la chambre axiale, mais seulement dans la partie inférieure de sa section 20. L'huile s'écoule le long du fourreau extérieur de la soupape 19, passe dans la conduite 33 et, de là, par-vient au fond de la section 13 de la chambre axiale. Sur la face inférieure du piston 11 se produit alors une force considérable due à la pression de l'huile et la masse est sollicitée à monter.
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chambre axiale, au-dessus du piston 11, est envoyé dans la conduite 34 et, de là, dans la partie supérieure de la section 20 de la chambre axiale. En circulant autour de l'enveloppe extérieure de la soupape 19 et/ou en traversant la soupape, l'huile parvient à la conduite de retour 36 et revient au réservoir.
De même, le fluide présent dans la section 31 de la chambre axiale est poussé par la masse de percussion à s'écouler par la conduite 37 en communication avec l'intérieur de la valve
19 pour s'échapper ensuite par la conduite 36.
Par conséquent, la masse de percussion va continuer sa montée jusqu'à ce que la rainure 18, prévue dans sa partie supérieure 14 vienne s'aligner avec l'embouchure de la conduite 35 dans la section supérieure 31 de la chambre axiale, selon la figure 3. De cette façon, l'huile passe à travers cette rainure 18 et, par la conduite 38, entre dans la partie supérieure de la section 20 de la chambre axiale, en exerçant une force dirigée du bas en haut sur la soupape à tiroir
19, laquelle présente un collet supérieur en contact étanche avec cette section de la chambre axiale.
Il en résulte que la soupape à tiroir est poussée contre la voûte supérieure de la section 20, contre la force élastique du ressort 25. La soupape tiroir étant dans cette position, les orifices de passage de l'huila à la conduite 33 sont
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duite 34 sont au contraire ouverts. La direction d'écoulement de l'huile dans la conduite 34 est alors inversée par rapport à la situation de la figure 2, c'est-à-dire que le flux de l'huile qui était ascendant en 34 est maintenant descendant, de sorte que la pression de l'huile s'exerce maintenant sur la face supérieure du piston 11, et la masse de percussion est poussée vers le bas pour frapper le foret 17.
En fin de course, et le foret étant toujours appuyé contre la surface à percer, la disposition des pièces en mouvement du marteau hydraulique selon la présente invention sera à nouveau celle montrée sur la figure 2; la soupape à tiroir
19 sera dans sa position d'appui contre la base de la section
20 de la chambre axiale.
Cela est dû au fait que l'huile qui la maintenait soulevée, peut maintenant se décharger dans la section supérieure de la chambre axiale par la conduite 38 dont l'orifice d'accès au secteur 31 n'est plus obstrué. N'étant donc pas sollicitée vers le haut, la valve-tiroir 19 revient à la disposition
de la figure 2, ouvrant les orifices permettant au fluide d'arriver à la base de la section 13 de la chambre axiale, de sorte que la pression de l'huile peut s'exercer à nouveau sur la surface inférieure du piston 11, de façon à faire monter la masse. Les cycles correspondants aux figures 2 et 3 se répètent alternativement, tant que la couronne 32 est pressée sur la surface inférieure du marteau.
Un avantage considérable du marteau hydraulique selon la présente invention est dû au fait que la masse de percussion exerce l'action de percussion sur le foret jusqu'au percement de la surface à démolir, mais une fois que cette surface a cédé et qu'elle n'oppose ainsi plus aucune résistance à la percussion du foret, l'appareil revient immédiatement dans
la position montrée sur la figure 1, à savoix sans percussion et sans fatigue de l'opérateur ni détérioration des parties du marteau.
Un autre important avantage du marteau hydraulique selon l'invention réside dans la possibilité de régler la fréquence de choc de la masse de percussion sur le foret. Les marteaux hydrauliques connus jusqu'à présent ne fournissent que la possibilité d'ouvrir et de fermer le circuit de l'huile hydraulique, ils n'ont aucune régulation intermédiaire.
Le marteau hydraulique selon l'invention permet de coaliser de te ls réglages intermédiaires.
En effet, la rainure 27 du dispositif de réglage 24 peut être complètement ou partiellement placée en vis-à-vis de la conduite verticale 29, donnant lieu au circuit alternatif de by-pass pour l'huile, par rapport au circuit de la conduite
35. Ainsi, la pression de l'huile dans le circuit principal est réduite, tout en permettant un retour partiel de l'huile directement dans le réservoir par le by-pass 29, ce qui réduit en conséquence la fréquence de choc de la masse sur le foret.
Comme vu sur les dessins, dans le but d'illustrer un autre
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des marteaux de dimensions encombrantes, un accumulateur à membrane 42 est placé à l'extérieur de la chambre 31 dans la direction axiale de cette dernière, l'accumulateur étant en communication avec la chambre par la conduite intérieure 41.
Il a le but d'éviter des pulsations dangereuses aux conduites flexibles de retour d'huile 69, qui seront décrites ensuite (voir figure 4), sa membrane 43 prenant une position incurvée vers le bas en condition de repos du foret 17, figure 1, et une position incurvée vers le haut dans la condition d'opération du foret 17, figure 3.
Un autre accumulateur à membrane 44 est en communication, par une conduite 45, avec la soupape à tiroir 19, dans le but d'augmenter la puissance de la force de percussion de la' masse 15 sous l'effet de l'huile présente dans la conduite
45; en effet, l'huile y est introduite dans la phase de montée de la masse et au contraire s'en échappe au cours de la descente, produisant des incurvations correspondantes opposées de la membrane 46.
En se référant à la figure 4, 47 est un chariot équipé d'un marteau démolisseur selon l'invention, avec son circuit et ses équipements, ainsi que son moteur de démarrage.
Ce chariot 47 comprend un châssis 48, sur les côtés duquel est montée une.paire de roues 49 avec des pneus, un bras 50 équipé à son extrémité d'un élément élastique 51 d'appui sur le terrain, actif dans la phase de stationnement, ainsi qu'un autre bras 52 présentant à son extrémité un raccord à oeillet
53 pour l'accrochèrent du chariot à une remorque dans la phase de déplacement.
Sur le châssis 48 du chariot est monté un moteur à combustion interne 54, dont la rotation de l'arbre primaire 55, ayant un
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nécessaire à la réalisation du cycle actif du marteau démolisseur .
Ceci a lieu au moyen de la pompe aspirante à engrenages 57, ayant un reniflard 58, le tout placé sur la conduite de refoulement 59.
L'arbre moteur 55 est équipé en amont d'un ventilateur 60 pour refroidir le radiateur d'huile 61, placé sous le réservoir 62, muni d'un bouchon de remplissage 63 et d'un filtre
64.
Selon la caractéristique spécifique de l'invention, le circuit hydraulique est essentiellement constitué du petit tube
65 reliant le réservoir 62 et un. thermostat 66, connu, à champignon 67.
Ce thermostat 66 est raccordé, dans sa partie inférieure, au radiateur 61, �u moyen du petit tube 68 débouchant dans un <EMI ID=9.1>
tat 66 est également raccordé à la conduite de retour de l'huile 69.
Selon une autre caractéristique de l'invention, une soupape
73 à pointeau 71 et ressort cylindrique hélicoïdal 72 est montée,entre les deux conduites 59 et 69, par l'intermédiaire d'un petit tube 70.
Cette soupape 73 se raccorde au régulateur automatique indiqué dans son ensemble en 74 par un petit tube coudé 75, de diamètre réduit par rapport aux précédents. Le régulateur comprend un petit piston 76, dont la tête 77 es t en contact avec la vis de réglage minimum 78, tandis qu'en haut est placée la vis repère maximum 79.
En outre, la tête 77 du petit piston est reliée par un câble
80 avec un petit ressort hélicoïdal 81 articulé sur le levier de l'accélérateur 82, à son tour placé sur le moteur endothermique 54.
Les deux dispositifs nouveaux, mis en évidence dans les circuits, fonctionnent comme suit : le moteur 54 ainsi que la pompe aspirante 57 étant mis en marche, le fluide est envoyé au marteau par la conduite de refoulement 59, le cycle se terminant normalement par le retour du fluide par la conduite
69, puis par le petit tube 65 ou 66a.
Au cas où la température de l'huile augmente de façon exces-
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la sensibilité de ce dernier, se déplace par translation et obture la conduite 66a, interrompant le cycle normal de l'huile en le poussant exclusivement et immédiatement au réservoir 62 et ensuite au radiateur de refroidissement 61. Naturellement, à défaut de pression, le moteur 54 est au minimum de tours et, au contraire, si le marteau est en action dans la conduite de refoulement 59, la pression dans le circuit va augmenter.
Par conséquent, l'huile présente dans la conduite 75 soulève le petit piston 76, dont la tête 77, se déplaçant vers le haut, déplace le câble 80 contre l'action du ressort 81 et déplace en conséquence le levier accélérateur 82 au maximum de tours pour le moteur 54.
Ainsi, en agissant sur la vis 79 et, en conséquence, sur le levier accélérateur 82, on peut établir le régime maximum de tours du moteur endothermique 54, en fonction de la pression dans le circuit hydraulique de refoulement et on peut donc déterminer le débit de la pompe 57, aussi bien que la vitesse relative de percussion du marteau démolisseur.
Si le marteau n'est pas en action, il n'est pas nécessaire d'avoir de la pression dans le circuit hydraulique et le moteur 54 marche au minimum. On obtient par conséquent un bruit réduit de l'appareil, une économie de combustible du moteur et une réduction des gaz d'échappement, ce qui se traduit également par une amélioration du point de vue écologique.
Revendications.
1. Marteau démolisseur hydraulique ayant une masse de percussion coulissant dans une chambre axiale du corps du marteau afin de frapper un outil monté axialement sur ce corps,
caractérisé par le fait que la masse de percussion comprend
une partie cylindrique inférieure (16) ayant une bague annulaire cylindrique (11) du type à piston, coulissant à étanchéité dans une section (13) de la chambre axiale, et par
une partie cylindrique supérieure (14) réunie à la partie
inférieure en corps unique, et présentant une rainure annulaire, montée coulissante à étanchéité dans une section supérieure (31) de la chambre axiale, cette dernière présentant
en outre une section médiane (20) dans laquelle est placée
une soupape à tiroir (19) pour l'écoulement de l'huile dans
les conduites prévues dans le corps du marteau et débouchant
dans les différentes sections de la chambre axiale.