Outil de frappe à commande mécanique. La présente invention se rapporte à un outil de frappe à commande mécanique pou vant être établi sous forme de mèche -à per cussion, de marteau, d'outil à river, etc., cet outil étant du genre dans lequel l'énergie nécessaire pour lancer l'organe de frappe de l'outil est accumulée dans un dispositif accu mulateur d'énergie, tel qu'un ou plusieurs ressorts, par l'action d'un mécanisme d'arme ment amené à tourner au moyen d'un organe de commande rotatif, par exemple l'arbre de commande d'un moteur électrique.
Un moyen connu dans des marteaux mé caniques de ce genre consiste en une came montée sur l'organe de commande rotatif pour retirer l'organe de frappe à l'encontre de l'action d'un ressort, cette came étant d'une forme telle qu'elle lâche l'organe de frappe à un certain point prédéterminé de la révolution -de l'organe -de commande et lui permet d'avancer sous l'influence -du ressort et d'exécuter la frappe. Il -existe aussi des marteaux électriques sans lesquels un or- gane non équilibré est amené à tourner et, en vertu de la force centrifuge due à sa rota tion, agit sur un organe de frappe pour lui communiquer un mouvement de va-et-vient.
Aucun de ces mécanismes ne se prête à être employé dans un marteau mécanique, attendu que le mécanisme à came souffre sous l'effet des chocs provoqués par les parties à mouve ment de va-et-vient sur la .came et que le mé canisme à organe non équilibré souffre par suite des vibrations. Dans le cas du méca nisme à came, l'accumulation d'énergie dans le ressort et son relâchement subséquent sont déterminés arbitrairement par la forme de la came.
Suivant la présente invention, l'outil de frappe à commande mécanique comprend des moyens pour retirer l'organe de frappe et simultanément accumuler de l'énergie pour l'exécution du coup de frappe et aussi des moyens pour provoquer le relâchement de l'organe de frappe subséquemment à l'achè vement do l'accumulation de l'énergie re- quise, c'est-à-dire que le relâchement de l'organe -de frappe est une fonction du méca nisme qui est dépendante de l'achêvement de l'accumulation d'énergie.
Une forme d'exécution -de cet outil com prend, par exemple, une combinaison avec l'organe de frappe, de moyens élastiques, tels qu'un ressort sollicitant l'organe de frappe constamment dans la direction de frappe, un organe de commande pour retirer l'organe de frappe à l'encontre de l'action desdits moyens élastiques, et des connexions intermédiaires entre l'organe de commande et l'organe de frappe .qui .comprennent une butée en pous sée pour recevoir l'effort de rétraction (ou sa réaction), cette butée étant supportée par un dispositif à genouillère capable de .céder sous une pression prédéterminée et de laisser avan cer l'organe de frappe librement.
La butée -en poussée précitée peut être constituée par une portion à engrenage d'une roue engrenant avec l'organe de commande, de façon à, être -commandé par celui-ci et le dispositif à genouillère peut être constitué par un lien élastique, par exemple une bielle de connexion à ressort, engagée avec un ma- neton de manivelle prévu sur la roue dentée précitée. Cette roue dentée peut elle-même être montée de façon à pouvoir tourner au tour de l'organe de frappe ou d'une partie se mouvant avec lui et à transmettre la force de rétraction appliquée par sa portion à engre nage directement à l'organe de frappe.
A titre de variante, la roue dentée peut être montée séparément de l'organe de frappe pour tourner sur le châssis de la machine et l'organe de -commande peut, dans ce cas, s7en- gager avec l'organe -de frappe, d'une part, et avec la roue dentée, .d'autre part, pour pous ser l'organe de frappe en arrière par rapport à la roue dentée. L'organe de commande peut être une vis.
sans fin rotative ayant son axe parallèle à la direction du mouvement @de l'organe de frappe, alors que la roue dentée consiste en une roue hélicoïdale engrenant avec la vis sans fin, une -de ces parties pouvant être for- mée -ou montée sur l'organe de frappe pour aller et venir avec lui.
Dans un outil établi suivant l'invention. les oscillations dues à un rebondissement ne peuvent en aucune façon endommager le mé canisme, et il est possible d'arrêter la course ,de l'organe de frappe à n'importe quel point de son parcours et de l'y maintenir pendant une longueur de temps quelconque voulue sans astreindre le mécanisme ou surcharger le moteur ou autre source d'énergie.
Un autre avantage -de cet outil est qu'il n'est pas affecté par des variations dans la vitesse du moteur de commande, chaque coup ayant exactement la même intensité, alors que cependant le nombre de coups par unité de temps peut varier suivant la vitesse du moteur de commande. De cette façon, il est possible -de faire fonctionner l'outil d'une ma nière parfaitement satisfaisante sur une grande portée de vitesses.
On verra .que l'emploi d'encliquetages d'embrayages ou autres dispositifs similaires pour interrompre la relation de l'organe de commande avec l'organe de frappe pendant le travail est évité dans l'outil suivant la pré sente invention, et qu'il n'y a pas de mouve ment perdu à aucun moment, de sorte que pendant le fonctionnement les parties méca niques ne sont pas soumises à des chocs ou charges anormales.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, quelques formes d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. 1 est une coupe longitudinale d'un marteau mécanique, du type portatif, .com mandé au moyen d'un moteur électrique; La fi g. 2 -est une coupe suivant la ligne il-il de la fig. 1 en regardant dans la di rection des flèches; La fig. d est une vue, partie en élévation et partie en coupe, d'un marteau mécanique à forger; Les fig. 4 et 5 sont .des coupes prises dans des plans perpendiculaires l'un par rapport à l'autre d'une autre forme d'exécution de l'ob jet da l'invention;
La fig. 6 représente une coupe jongitudi- nale d'une autre forme de marteau ou outil à percussion; La fig. ? est une coupe suivant la ligne VII-VII de la fig. 6; La fig. 8 est une coupe longitudinale d'une variante de détail se rapportant à la fig. 6.
A la fig. 1, A désigne une boîte-enveloppe dans laquelle est monté un moteur électrique d'un type convenable ayant un induit -ou ro tor AZ et un inducteur A', la boîte-enveloppe étant pourvue d'une poignée,de manoeuvre A3 sur laquelle est prévu un interrupteur à dé tente A' pour commander la marche du mo teur.
Le moteur électrique commande, comme montré à la fig. 1, au moyen d'un engrenage G', G2, une vis sans fin W' qui constitue l'organe de commande pour l'organe de frappe et qui -est rotativement montée dans des paliers E, E' supportés dans une boîte- enveloppe B destinée à renfermer toutes les parties de travail du mécanisme, .sauf le mo teur de commande et ledit engrenage.
Un ventilateur F monté sur l'arbre du moteur est établi de façon à être particulièrement lourd, afin -de servir non seulement d'organe -de re froidissement, mais aussi de volant pour ré duire les variations dans le torque. L'arbre de la vis sans fin T1 T' est pourvu -d'un palier à, poussée P disposé pour recevoir les pous sées axiales dans les deux directions, provo quées pendant le fonctionnement de l'outil.
Une roue hélicoïdale W engrène avec la vis sans fin de commande Wi, les tourillons C' et CZ de cette roue étant montés dans des paliers formés dans l'organe de frappe D et la roue s'étendant à travers une fente BZ de la boîte-enveloppe B pour s'engager avec la vis sans fin M.
Un maneton de manivelle C prévu sur la roue hélicoïdale W est relié au moyen d'une bielle Cg et d'une cheville Pi à un coulisseau P qui peut se déplacer dans un guide tubulaire H solidaire de l'organe de frappe D. Un ressort S' est prévu entre le coulisseau Pet le fond H' -du guide<I>H,</I> .de sorte que la connexion opérative établie par la bielle C3 et le ressort Si est du type élasti- que, autrement dit, la bielle C3 et le ressort S' constituent un lien élastique.
L'organe de frappe D est monté dans la boîte-enveloppe B de façon à pouvoir glisser librement dans celle-ci, cette boîte ayant une garniture inté rieure B', en acier ou en fonte, qui consti tue une .surface convenable d'usure, tandis que la boîte-enveloppe elle-même est usuelle ment faite en aluminium pour rendre l'appa reil plus léger.
Un ressort d'accumulation d'énergie prin cipal S qui est initialement comprimé entre l'organe de frappe et l'enveloppe A coopère avec l'organe de frappe D qui est montré en position de frappe à la fig. 1.
Dans le fonctionnement, la vis sans fin -de commande W' est amenée à tourner conti nuellement au moyen du moteur de com mande et s'engage avec la portion à engre nage de la roue hélicoïdale W. Cette portion à engrenage constitue une butée à poussée qui est forcée en arrière vers la poignée de l'appareil par la vis sans fin de commande, la tendance étant d'amener la vis sans fin à tourner dans un sens de rotation inverse à celui -des aiguilles d'une montre en regardant la fig. 1.
Les -connexions opératives entre la vis. sans fin de commande W' et l'organe de frappe D sont constituées par le maneton de manivelle C et la bielle C3 à appui à ressort, qui forme entre eux une genouillère élastique. Cette dernière exerce une résistance à la ro tation de la roue hélicoïdale W et conduit à la compression simultanément des ressorts S et S1, l'organe de frappe se déplaçant en ar rière, mais pas aussi vite que le coulisseau P.
La réaction du ressort S' est proportionnée d'une manière définie par rapport à la réac tion -du ressort principal S, en tenant compte du rapport entre le rayon d'action du mane- ton de manivelle et le diamètre -de la denture de la roue hélicoïdale W, de sorte que les deux ressorts seront convenablement compri més pendant ce fonctionnement.
Le mouvement arrière de l'organe de frappe et la compression du ressort conti nuera jusqu'à ce que le maneton de manivelle passe par le point mort, c'est-à-dire après avoir parcouru un angle de 180 à partir de la position montrée, après quoi l'énergie em- magasinéedans les ressorts pendant le mou vement en arrière de l'organe de frappe est relâchée automatiquement pour permettre aux deux ressorts de fonctionner à l'unisson, de faon à pousser l'organe de frappe en avant en vue d'exécuter la frappe, la roue hélicoïdale W roulant librement le long de la vis sans fin W' à une beaucoup plus grande vitesse :
que sa vitesse normale de parcours, @d.ue à la rotation imprimée par la vis sans fin. Le ressort principal S agit di rectement sur l'organe de frappe D, obligeant celui-ci à se déplacer en avant avec grande vitesse, mais le ressort auxiliaire S', en rai son clé la réaction s'établissant par l'intermé diaire de la roue hélicoïdale W, aidera aussi au ressort principal pour forcer l'organe de frappe en avant.
Le coup de l'organe de frappe sera reçu par l'organe transmetteur ou porte-outil T lorsque l'organe de frappe atteint le point X, mais si le marteau était mis en marche sa.r,s outil, ou si la résistance de l'organe de frappe était. insuffisante pour absorber le choc, l'or gane de frappe dépassera sa course normale et le coup sera absorbé par un ressort-tampon S' -dont la réaction provoquera le rebondisse ment -de l'organe de frappe, ramenant ainsi de l'énergie au mécanisme de commande et déchargeant le moteur @de commande de sa tâche entière de complèter le prochain cycle d'opérations,
comme il aurait été nécessaire si l'énergie du coup avait été entièrement ab sorbée par le travail exécuté sur la matière qu'on désire travailler. On pourrait faire en sorte que le ressort principal S absorbe l'excès de course & l'organe .de frappe D. mais pour raison de commodité et pour .épar gner de la place, il est préférable d'employer un ressort-tampon court, tel ,que S2, de puis sance plus grande, -de sorte que l'excès de course peut être arrêté sur une plus petite distance.
On remarquera en outre que quand l'or gane de frappe dépasse sa course normale, le maneton de manivelle C tournera jusqu'à une position située au delà de sa position initiale normale, comme montrée à la fig. 1, et qu'cn ce faisant, il comprimera en partie le ressort auxiliaire S', imprimant ainsi de l'énergie utile au mécanisme et réduisant la consom- mation d'énergie requise pour complèter le cycle d'opérations suivant.
L'organe de frappe a des surfaces d'ap pui ou de coulissage <I>D',</I> Dz et est empêché de tourner autour de son propre axe par les fa ces -de bout de la roue hélicoïdale W qui sont guidées, tout en étant libres de tourner ou de coulisser en Z' et Z2, dans la fente 132 amé nagée dans la garniture B' pour permettre le mouvement longitudinal de l'organe de frappe.
La boîte-enveloppe B -est en partie rem plie d'huile de graissage, de sorte que toutes les parties da travail sont lubrifiées à fond pendant le fonctionnement, un moyen conve nable quelconque étant prévu pour remplir la boîte-enveloppe avec la quantité d'huile nécessaire. Des fuites d'huile sont empêchées en raison de l'ajustage exact du transmetteur T à l'avant du marteau, tandis que le long palier E' à l'extrémité de commande de la vis sans fin W' empêche l'échappement d'huile en cet endroit. Aucune fuite d'huile n'est possible à aucun autre endroit.
Le marteau à, forger qu'on a représenté à la fig. 3 est analogue à la .construction re présentée à la fi-. 1. La différence principale est que la vis sans fin W' exécute un mouve ment,de va-et-vient avec l'organe de frappe D, tandis que la roue hélicoïdale W est tou- rillonnéedans des paliers fixes supportés par le bâti principal A -du marteau.
L'arbre de la vis sans fin Tlr' est relié par rainure et par clavette à une poulie A , de sorte que tout en étant amené à tourner au moyen de la poulie, il est aussi libre de cou lisser -à travers la poulie dans une direction axiale ou longitudinale. La poulie A est commandée par l'intermédiaire d'une courroie entraînée par un moteur électrique A' monté sur le bâti A. L'organe de frappe -comporte- -un corps creux ou boisseau D qui entoure la. vis sans fin W' et qui est fendu le long d'une géné ratrice pour le passage de la roue hélicoïdale bf' .et permettre ainsi le mouvement longitu dinal de l'organe de frappe.
L'arbre de la vis sans fin est tourillonné dans des paliers E, E' aux.,deuxextrémités du corps de l'organe de frappe et des collets E prévus sur l'arbre de la vis sans fin s'en gagent de part et d'autre avec le bloc -de sup port E', de façon à contraindre l'organe de frappe et l'arbre de vis sans fin à se @dépla- cer conjointement dans le sens longitudinal tout en permettant une rotation,de l'arbre par rapport à l'organe -de frappe qui est guidé de façon à pouvoir se déplacer seulement longi tudinalement.
Comme auparavant, le maneton de mani velle C sur la roue hélicoïdale W est relié au moyen d'une bielle Cg et d'une cheville P' à un piston P pouvant coulisser dans un cy lindre H qui dans ce -cas est stationnaire et qui contient ce qui a été nommé le ressort auxiliaire Sx. L'autre ressort, S, qui a été nommé le ressort principal, est comprimé en tre l'extrémité supérieure -du corps de l'or gane de frappe -et un dessus du bâti A. Il est entendu, toutefois, qu'un ressort est tout aussi important que l'autre dans le fonction nement de ce marteau et que les termes "principal" et "auxiliaire" sont plutôt em ployés pour faire une distinction entre les deux ressorts.
Une extrémité du ressort auxiliaire S' bute contre le piston P, tandis que l'autre ex- trémit6 porte contre une pièce suiveuse au couvercle de fermeture H qui peut être dé placé longitudinalement à l'intérieur du cy lindre<I>H</I> au moyen d'une .crémaillère H' pré vue à l'extérieur -du .couvercle et d'un pignon rotatif Hz pouvant être actionné à l'aide d'un levier à main Hg, établissant ainsi un moyen pour faire varier la compression initiale du ressort S'.
En fonctionnement, la vis sans fin W' tournant continuellement, commande la roue hélicoïdale W, mais grâce à la résistance du ressort. @S", .la- rotation de la roue hélicoïdale est freinée et par conséquent la vis sans fin W' se déplace vers le haut sur la roue héli- ooïdale en entraînant la partie D , et le ressort S est, par conséquent, comprimé.
Le mouvement ascendant de l'organe de frappe qui en résulte et la compression des ressorts S, Sl cesseront lorsque le maneton de mani velle C passe par son point mort, c'est-à-dire lorsqu'il aura tourné :de 180 dans le sens contraire du mouvement :des aiguilles d'une montre à partir de la position montrée, et en faisant varier la compression initiale du res sort S' au moyen .du levier H3, l'étendue du mouvement ascendant -de l'organe de frappe, :c'est-à-dire la longueur de la course du marteau peut être amenée à varier comme on le désire.
Lorsque 1e maneton de manivelle C a passé sur le point mort, la rotation de la roue hélicoïdale sera accélérée au delà de la vitesse normale par la réaction du ressort S', et l'ar bre de la vis sans fin et l'organe :de frappe seront lancés vers le bas pour exécuter la frappe dont l'énergie est déterminée par les :deux ressorts -S, S' ainsi que par le poids de l'organe .de frappe.
Les variations dans la longueur de la course de l'organe de frappe peuvent être commandées au moyen :d'une pédale au lieu du levier à main H3 et le cylindre H et ses accessoires peuvent être aisément placés à l'intérieur :du bâti creux du marteau.
Dans la forme d'exécution représentée aux fig. 4 et 5, l'organe -de frappe D est re lié rigidement à un étrier à bascule D monté librement sur un arbre W qui est amené à tourner continuellement par une force mo trice convenable et sur lequel est calée une roue dentée droite W' engrenant avec un pi gnon W. Ce dernier peut tourner librement sur un bout d'arbre S qui s'engage dans une branche de l'étrier à bascule D et auquel est accrochée une extrémité du ressort principal S,qui a la forme d'un ressort spiral plat con tenu à l'intérieur d'une boîte entourant l'ar bre W .
L'autre branche de la pièce à bas cule D est reliée au moyen d'un ressort. à boudin S' à une cheville formant maneton,de manivelle C prévue sur le pignon W.
Lorsque la roue W' est amenée à tourner dans le sens du mouvement -des aiguilles -l'une montre, .comme indiqué à la fig. 4, da rotation du pignon W dans le .sens opposé sera freiné par le ressort S' et le pignon rou lera, par conséquent, sur la roue droite W dans le ,sens du mouvement des aiguilles d'une montre et la tension du ressort S' sera augmentée. Il s'ensuit -que l'étrier à bascule D sera basculé sur l'arbre W dans le même sens de mouvement que le pignon roule et que l'organe de frappe sera retiré de l'organe transmetteur ou support -d'outil T. En même temps, .de l'énergie sera emmagasinée dans le ressort principal S.
Le mouvement de roulement du pignon W sur la roue droite WI (et aussi le mouvement de bascule de l'étrier D .sur l'arbre W , à moins que l'étrier ne soit arrêté avant. au moyen d'un arrêt) et l'armement des ressorts continueront ainsi jusqu'à -ce que le pignon W, par rotation autour de son propre axe dans un sens de mouvement correspondant à celui -des aiguilles d'une montre, ait amené .la cheville-manivelle C au delà de son point mort, c'est-à-dire à<B>180'</B> à partir .de la posi tion montrée à la fig. 4,
après quoi l'énergie emmagasinée dans les ressorts amènera à os ciller l'étrier D dans une .direction en avant ou opposée au ;sens du mouvement -des ai guilles d'une montre avec .l'effet :que .l'or gane de frappe communique un coup au transmetteur ou support d'outil T.
Dans, la forme d'exécution représentée aux fig. 6, 7 et 8, l'arbre W de la vis sans fin IV' est engagé par rainure et clavette dans l'organe de frappe D qui est creux et. qui porte à l'intérieur la vis sans. fin W' qui engrène avec la roue hélicoïdale W mon tée dans le bâti fixe B. L'arbre de vis sans fin Tï' est montré comme étant commandé directement au moyen -d'un moteur électri que Ai, AZ qui est enfermé dans la boîte en veloppe A et dont l'arbre porte la roue de ventilateur P rendue lourde pour servir en même temps-de volant.
Des manetons de manivelle C prévus sur des disques reliés rigidement à la roue hé licoïdale W sont ,couplés par l'intermé diaire d'une bielle double C3 à un piston P pouvant .coulisser dans un cylindre ou guide H contenant le ressort S' qui est .disposé pour être comprimé entre le piston et une butée déplaçable II'. Cette butée déplaçable est reliée à ,la poignée A' au moyen d'une bielle A', la poignée étant articulée en A' à la boîte-enveloppe A.
Une pression exercée sur la poignée tend à forcer la butée dépla- çable H en avant. pour comprimer le ressort S', de façon que la force initiale du ressort (et par conséquent la force du coup) soit au tomatiquement augmentée lorsque .l'outil est. appuyé sur la pièce à travailler.
D'autres parties de l'appareil .sont dési gnées par les mêmes lettres -de référence que les parties correspondantes de la construction représentée aux fig. 1 et 2. Dans le fonctionnement de l'appareil, l'or gane d.e frappe et la vis sans fin sont conti nuellement amenés à tourner dans une direc tion, et comme la roue hélicoïdale est eii engrenage continu avec la. vis sans fin, la roue serait amenée à tourner continuelle ment à sa vitesse normale correspondant au rapport .d'engrenage, si le ressort S' était absent et rien d'autre n'aurait lieu.
La résis tance du ressort: S', toutefois, freine la roue hélicoïdale W, avec le résultat que la vis sans fin W' se déplace en arrière par rapport à la roue hélicoïdale le long de l'arbre de la vis sans fin, à .la manière d'une crémaillère et d'un pignon, grâce à quoi le ressort princi pal sera comprimé. Lorsque le mouvement ar rière de l'organe de frappe D est accompli, ce qui a lieu quand les manetons de mani velle C auront passé par le point mort éloi gn6 de 180 -de la position montrée à la fig. 6, l'organe de frappe D. est lancé en avant sous l'action -des ressorts S, S' pour communiquer un coup à l'organe transmetteur ou support d'outil T.
Pendant le mouvement -d'avance ment de l'organe @de frappe, celui-ci sera na turellement aussi amené à tourner et comme- la rotation de la roue hélicoïdale W est accé lérée par l'action du ressort Sl, la force de ce dernier contribuera à celle du ressort S pour lancer l'organe de frappe .en avant.
Au lieu de faire varier la compression initiale du ressort S1 automatiquement sui- v ant la pression appliquée à la poignée g3, cette dernière peut être figée et .la compres sion initiale être déterminée au moyen -d'un bouchon à vis<I>II'</I> (fig. 8) se vissant dans l'ex trémité arrière du cylindre ou guide H. Comme expliqué antérieurement pour les au tres formes d'exécution, la variation de la compression initiale du ressort Sl a pour ef fet de faire varier la force -de la frappe et, si aucun arrêt arrière n'est employé,
@de faine varier aussi la longueur -de la course.
Il est évident que dans quelques-unes -des constructions susdécrites, plus -d'une roue hé licoïdale (ou le pignon équivalent) peut être prévue, chacune étant soumise .à la commande d'un ressort tel que Si, et si l'on prévoit des moyens pour le réglage de ces ressorts, ces moyens peuvent être établis de façon à per mettre -de régler .les ressorts indépendamment l'un de l'autre, ou tous en même temps.
Il est entendu .que l'un quelconque -de ces ressorts, ou tous, dont on a parlé en décrivant les diverses formes d'exécution de l'objet de l'invention, peuvent être remplacés par un dispositif mécanique équivalent, tel qu'un coussin pneumatique, ou -dans -quelques cas même par un poids. En effet, le ressort S, qui a été appelé le ressort principal, pourrait être éliminé entièrement, et dans ce cas un arrêt. de recul (qui peut être un arrêt à ressort d'absorption de chocs) pourrait être prévu pour arrêter la course de retour -de l'organe de frappe, l'énergie -du coup, dans ce cas, étant dérivée du ressort Si.