Appareil à percussion. L'invention a pour objet un appareil à percussion dont le corps comprend une cham bre de travail dans laquelle pénètre, par une extrémité réceptrice, un outil percuteur et dans laquelle sont disposés deux organes à mouvement alternatif, à savoir un organe de commande et un piston de frappe destiné à. frapper l'outil percuteur.
Cet appareil est caractérisé par le fait qu'un dispositif de connexion élastique, monté sur l'un desdits organes à mouvement alter natif et destiné à transmettre le mouvement de va-et-vient de l'organe de commande au piston de frappe, est disposé de telle ma nière que ses extrémités viennent en contact avec l'autre organe et s'en dégagent alterna tivement. à des instants tels que ledit dispositif (le connexion élastique est complètement dé gagé du piston de frappe quand celui-ci frappe l'outil percuteur.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. 1 représente une vue longitudi nale, partiellement en coupe, montrant la po sition occupée par certains éléments de l'appa reil lorsque l'arbre d'entraînement occupe son point. mort, supérieur.
La fig. 2 est une figure similaire à la fig. 1, montrant les éléments dans une posi tion située à 90 au-delà du point mort. supé rieur.
La fig. 3 est une vue similaire aux précé dentes, montrant la position des éléments à l'instant où le piston de percussion frappe l'outil percuteur, et la fig. 4 est une vue similaire aux précé dentes, montrant la position des éléments à 90 avant que l'arbre d'entraînement n'attei gne le point mort, supérieur.
Sur la base des dessins servant à illustrer la description détaillée ci-après, et en se réfé rant tout d'abord plus particulièrement à la fig. 1, qui représente une forme d'exécution préférée de l'appareil, cet appareil comprend des moyens d'entraînement, par exemple un moteur approprié quelconque (non montré dans la figure), muni d'un arbre tournant, un élément percuteur susceptible de donner une série de coups à un outil, et des moyens pour convertir le mouvement rotatif de l'ar bre d'entraînement en un mouvement alter- ratif de l'élément percuteur.
Le corps 10 de l'appareil comprend un cylindre 1.1 et un carter 12 pour le moteur, ces deux éléments étant assemblés au moyen de boulons 13 et d'écrous 14 au moyen des brides 15-16. A son extrémité avant 17, le cylindre 11 est aménagé de telle façon qu'il puisse recevoir un outil 18 et à cet effet ie cylindre 11 présente un logement axial 19 dans lequel est disposé un coussinet 20. Le logement 19 communique avec une chambre de travail 21, se trouvant dans le cylindre 11, au moyen d'orifices 22 pratiqués dans la pa roi 23 située entre le logement 19 et le cy lindre 21. Un outil percuteur 18 est inséré dans l'alé sage 24 du coussinet 20; il est muni d'un col lier 25 servant de butée à l'extrémité exté rieure 26 du coussinet.
La. longueur de l'outil 18 à partir du collier 25 jusqu'à son extrémité intérieure 27 est telle que, lorsque le collier appuie contre l'extrémité 26 du coussinet, l'extrémité de l'outil de travail traverse l'ori fice 22 et s'avance d'une quantité suffisante à l'intérieur du cylindre 21 pour permettre à. un piston 28, animé d'un mouvement alter natif et aménagé à l'intérieur du cylindre, de venir frapper l'extrémité 27 de l'outil.
Tout, moyen approprié quelconque peut être utilisé dans le but de convertir le mouve ment rotatif des moyens d'entraînement en mouvement alternatif de l'élément percuteur. Dans l'exemple choisi, le carter 12 du moteur est. muni d'un orifice circulaire 29 formant un prolongement du cylindre 21 et débouchant dans une chambre 30 dans laquelle est logé l'arbre d'entraînement 31 du moteur. L'arbre d'entraînement 31 est. équipé d'un disque 32 muni d'un maneton 33 disposé excentrique ment par rapport à l'arbre 31.
Une bielle 34 est reliée par l'une de ses extrémités au maneton au moyen de boulons 35 et d'écrous 36 et tourne sur le maneton avec. un ajustage tournant. libre. A son extré mité opposée, la. bielle est reliée par un axe de pied de bielle 38 à un coulisseau de com mande 39 coulissant à l'intérieur du cylindre 21. Le mouvement de la. bielle 34 oblige le coulisseau à. exécuter un mouvement alterna tif dans le cylindre 21 et l'air déplacé par le coulisseau, lors de son mouvement alternatif à l'intérieur du cylindre, passe d'un côté à l'autre à travers clés lumières 40 pratiquées dans le eoulisseau 39.
Un mouvement alternatif est, communiqué par le coulisseau 39 au piston de frappe 28 par l'entremise d'un dispositif de connexion élastique construit dans le but de permettre au piston d'effectuer un certain mouvement en avant. indépendant du coulisseau, (des moyens étant également prévus pour que le piston de frappe puisse commencer ce mouvement vers l'avant indépendamment du coulisseau a-vant l'instant de l'impact avec l'outil. Dans la, forme d'exécution illustrée de l'objet de la présente invention, le dispositif de connexion élastique 62 est. monté sur le coulisseau 39 et disposé dans un logement. 55 du piston 28.
Le logement 55 a. une profondeur phis grande que la longueur d'un ressort 44 détendu et ceci fournit. un certain jeu aux extrémités du ressort, permettant au piston d'avoir un cer tain mouvement indépendant, tant par rapport au dispositif de connexion élastique 62 que par rapport. au coulisseau. Un tel mouvement indépendant est. provoqué par l'énergie accu mulée lors de la compression du ressort, la dite compression ayant pour effet de commu niquer une certaine vitesse au piston, vitesse qui fait avancer ce dernier en le dégageant du ressort. 44 afin de lui permettre de frapper l'outil percuteur.
Ainsi, au moment de l'im pact, le piston est. entièrement libre de se mou voir de façon indépendante par rapport au ressort et au coulisseau.
La connexion élastique comprend une tige 41 fixée sur le coulisseau 39, cette tige présen tant deux portions ayant clés diamètres diffé rents 42-43 ainsi qu'un ressort à boudin 44 monté sur la partie cylindrique de plus petit diamètre 43. L'une des extrémités 47 du res sort 44 appuie sur un élément clé retenue cou lissant revêtant la forme d'un anneau circu laire 45 monté de façon coulissante sur la tige de plus petit diamètre. Le mouvement, de l'an reau 45 est limité d'un côté par -Lui épaule ment 48 de la tige 41, épaulement. formé par la différence des diamètres de chacune des pièces en question.
L'élément. de retenue 46 de l'extrémité 49 du ressort 44 est. formé par une douille 50 munie d'une bride pour que le ressort puisse y prendre appui. Un alésage 61 est prévu dans le fond de la douille 50 pour permettre audit élément de retenue de coulisser le long de la partie étroite 43 de la tige. L'élément. de retenue 46 est. maintenu sur le tronçon 43 au moyen d'un écrou 54 et d'une rondelle 53 vis sés sur un goujon 51 prévu à cet effet à l'ex trémité de la tige 41, le diamètre de la ron delle étant plus grand due l'ouverture du <I>fond</I> de la douille, de sorte que la rondelle 54 limite le mouvement, de l'élément de rete nue vers l'avant.
Dans la position ainsi limi tée de l'élément de retenue, l'extrémité 49 du ressort 44 et la. bride 50 de l'élément de rete nue -16 sont situées au-delà de l'extrémité de la tige 41, ce qui permet au ressort d'être comprimé à. partir de ladite extrémité avant due le goujon 51 terminal de la tige 43 ne vienne limiter la compression.
Un logement 55, ménagé dans le piston 28 clans le but de loger le dispositif de connexion élastique, présente une profondeur plus mande que la longueur totale du dispositif élastique 62. Le logement 55 présente un alé sage 56 légèrement plus grand que le diamè tre du ressort et loge la totalité du dispositif élastique 62 clans son intérieur. Une butée, en forme de bagne élastique 57, est insérée dans une rainure 58 à. l'orifice antérieur 59 du logement 55 et, lorsque cette bague est en place, elle empêche le dispositif élastique de sortir du logement, du piston. La surface du fond du logement 55 agit comme butée dans le but de limiter le mouvement relatif du dis positif élastique vers l'avant.
La distance entre ces butées est plus grande que la distance exis tant. entre les éléments de retenue lorsque ceux-ci occupent, leurs positions limitatives extrêmes, et ladite distance est également plus grande que la longueur totale du ressort 44 lorsqu'il est détendu. Ceci permet au piston d'accomplir un mouvement alternatif d'une certaine ampleur indépendamment du coulis seau et du dispositif de connexion élastique. Des rainures 60 disposées longitudinalement sur 1e pourtour du piston 28 permettent à l'air qui se trouve dans le cylindre 21 de se transférer d'un côté au côté opposé du pis ton lorsque ce dernier se déplace à ]'intérieur du cylindre.
A noter que le ressort peut être comprimé à. partir des deux extrémités et qu'une telle compression du ressort 44 est provoquée par le mouvement relatif du piston par rapport au coulisseau. Si le piston s'éloigne du coulis- ,eau, la bague élastique 57 entre en contact avec ].'élément de retenue 45 et comprime le ressort à partir de son extrémité supérieure 47. Si, par contre, le piston se déplace- vers le coulisseau, le fond du logement 55 dans le piston repousse l'élément de retenue 46 et comprime le ressort à partir de son extrémité inférieure 49.
Lors du fonctionnement normal de l'ap pareil, le cycle des opérations se déroule ainsi que décrit. ci-après.
En se rapportant à la fig. 4, le coulisseau 39 est représenté dans la position moyenne de sa course vers le haut alors que sa vitesse atteint sa valeur la plus élevée. L'inertie de la masse du piston 28 provoque un retard dans son mouvement par rapport au mouve ment du coulisseau et ce dernier s'éloigne du piston jusqu'à l'instant où la bague élastique de butée 57 arrête l'élément de retenue en forme de disque 45. Lors de l'accélération du piston, le ressort 44 est comprimé par la ba gue élastique 57 et de l'énergie se trouve accu mulée dans le ressort. A l'instant carrespon- clant à la fig. 4, le piston 28 se déplace vers le haut à une vitesse croissante.
Dans la fig. 1, le coulisseau a atteint son point mort supérieur. Toutefois, le piston 28, par suite de son inertie et de la vitesse qu'il reçoit. .du fait. de l'énergie qui a été accumulée dans le ressort comprimé 44, continue de se déplacer vers le haut., soulageant le ressort du côté de son extrémité supérieure 47, et le comprimant du côté de son extrémité infé rieure 49, de-sorte que ce ressort acciunule de l'énergie à nouveau.
Le piston continue son mouvement vers le haut, tandis que le coulisseau part vers le bas et le ressort continue d'être comprimé à par tir de son extrémité inférieure. Dans une posi tion se trouvant entre le point mort supérieur et 90 au-delà du point mort supérieur, l'iner tie du piston est vaincue et la course du pis ton vers le haut est arrêtée. Une compression maximum du ressort a été réalisée et l'énergie accumulée dans ce dernier commence à accé lérer le piston vers le bas.
La fig. \3 montre le coulisseau dans la posi tion moyenne de sa course vers le bas et se déplacant à sa plus grande vitesse. Le piston 28, en ce point, se déplace vers le bas avec une vitesse croissante. Toutefois, à ce moment, la vitesse du piston n'est pas suffisante pour lui permettre de s'éloigner du coulisseau jus qu'à atteindre une position qui permettrait ai? ressort d'occuper sa position détendue, et, par conséquent, le ressort 44 est de nouveau comprimé à partir de son extrémité infé rieure 49.
En se déplaçant de la position montrée à la fig. 2 vers le point mort inférieur montré à la fig. 3, le coulisseau ralentit jusqu'à ce que sa course vers le bas soit arrêtée. Simul tanément, l'énergie accumulée lors de la com pression du ressort 44 augmente la vitesse du piston 28 jusqu'à ce qu'elle dépasse la vitesse du coulisseau. Il en résulte un mouvement re latif du piston qui s'éloigne du coulisseau 39, jusqu'à ce que le piston atteigne un point qui. permette au ressort 44 de s'allonger à sa lon gueur normale.
L'énergie acciunulée lors de la compression du ressort a fourni une grande vitesse au piston et lui permet maintenant de se déplacer indépendamment du coulisseau et du ressort, étant dégagé de ces éléments, pour venir frapper l'outil. La fig. 3 montre la posi tion des éléments à l'instant de l'impact du piston avec l'outil.
Le poids du piston, la rigidité du ressort et le nombre de tours de l'arbre moteur d'en traînement sont choisis de faon que le pis ton se dégagera du dispositif de connexion élastique juste avant l'instant de l'impact avec l'outil. Ainsi que mentionné ci-dessus, la profondeur du logement 55 dans le piston 28 est phis grande que la longueur du ressort détendu 44. Lorsque le coulisseau se trouve au point mort inférieur de la bielle 34, le pis ton a atteint un point permettant au ressort 44 d'être complètement détendu et il ne se trouve plus en contact avec le ressort 44.
La vitesse acquise par le piston fait qu'il conti nue sa course vers le bas et qu'il vient frap per violemment l'outil pendant qu'il est en core dégagé du ressort 44. De ce fait, le choc d'impact n'est pas transmis au ressort 44, ce qui, par conséquent, assure une durée beau coup plus longue à ce ressort. Après avoir frappé l'outil 18, le piston rebondit en arrière en comprimant le ressort à. partir de son extrémité inférieure. Mais la vitesse du coulisseau augmente maintenant. et dépasse très rapidement celle du piston re bondissant.
L'inertie du piston provoque un retard de son mouvement par rapport. au mou vement du coulisseau, ce q111 fait que le res sort 44 est entièrement détendu pour être en suite comprimé à partir de son extrémité supé rieure par le piston, ainsi qu'illustré à. la fig. 4, après quoi le cycle des opérations dé crit ci-dessus se répète.
Il n'est pas nécessaire que la longueur du logement soit plus grande que la. longueur du ressort détendu. Il est possible de faire appel à nombre de constructions présentant. une longueur de logement plus courte que la lon gueur du ressort sans se départir de l'esprit de l'invention.
Percussion device. The subject of the invention is a percussion device, the body of which comprises a working chamber into which penetrates, through a receiving end, a striker tool and in which are arranged two reciprocating members, namely a control member and a striking piston intended for. strike the striker tool.
This apparatus is characterized by the fact that an elastic connection device, mounted on one of said members with native alter movement and intended to transmit the reciprocating movement of the control member to the striking piston, is arranged in such a way that its ends come into contact with the other organ and emerge from it alternately. at times such as said device (the elastic connection is completely disengaged from the striking piston when the latter strikes the striker tool.
The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of the object of the invention.
Fig. 1 is a longitudinal view, partially in section, showing the position occupied by certain elements of the apparatus when the drive shaft occupies its point. dead, superior.
Fig. 2 is a figure similar to FIG. 1, showing the components in a position 90 from neutral. superior.
Fig. 3 is a view similar to the previous ones, showing the position of the elements at the instant when the percussion piston strikes the percussion tool, and FIG. 4 is a view similar to the previous ones, showing the position of the elements at 90 before the drive shaft reaches the upper dead center.
On the basis of the drawings which serve to illustrate the detailed description which follows, and with reference first of all more particularly to FIG. 1, which represents a preferred embodiment of the apparatus, this apparatus comprises drive means, for example any suitable motor (not shown in the figure), provided with a rotating shaft, a striker element capable of giving a series of strokes to a tool, and means for converting the rotary motion of the drive shaft to reciprocating motion of the striker member.
The body 10 of the apparatus comprises a cylinder 1.1 and a housing 12 for the engine, these two elements being assembled by means of bolts 13 and nuts 14 by means of the flanges 15-16. At its front end 17, the cylinder 11 is arranged in such a way that it can receive a tool 18 and for this purpose the cylinder 11 has an axial housing 19 in which a bearing 20 is disposed. The housing 19 communicates with a chamber of work 21, located in the cylinder 11, by means of orifices 22 made in the pa king 23 located between the housing 19 and the cylinder 21. A striker tool 18 is inserted into the bore 24 of the bearing 20; it is provided with a tie neck 25 serving as a stopper at the outer end 26 of the pad.
The length of the tool 18 from the collar 25 to its inner end 27 is such that, when the collar presses against the end 26 of the bushing, the end of the working tool passes through the hole. 22 and advances a sufficient amount inside the cylinder 21 to allow. a piston 28, driven by a native alternating movement and arranged inside the cylinder, to strike the end 27 of the tool.
Any suitable means may be used for the purpose of converting the rotary motion of the drive means into reciprocating motion of the striker member. In the example chosen, the motor housing 12 is. provided with a circular orifice 29 forming an extension of the cylinder 21 and opening into a chamber 30 in which the drive shaft 31 of the motor is housed. The drive shaft 31 is. equipped with a disc 32 provided with a crank pin 33 disposed eccentrically with respect to the shaft 31.
A connecting rod 34 is connected by one of its ends to the crankpin by means of bolts 35 and nuts 36 and turns on the crankpin with it. a rotating adjustment. free. At its opposite end, the. connecting rod is connected by a small end pin 38 to a control slider 39 sliding inside the cylinder 21. The movement of the. connecting rod 34 forces the slide to. perform an alternating movement in the cylinder 21 and the air displaced by the slide, during its reciprocating movement inside the cylinder, passes from one side to the other through key lights 40 made in the slide 39.
Reciprocating motion is imparted by slider 39 to striking piston 28 through a resilient connection device constructed for the purpose of allowing the piston to perform some forward movement. independent of the slide, (means also being provided so that the striking piston can begin this forward movement independently of the slide before the instant of impact with the tool. In the embodiment illustrated According to the object of the present invention, the elastic connection device 62 is mounted on the slide 39 and disposed in a housing 55 of the piston 28.
Housing 55 a. a depth greater than the length of a relaxed spring 44 and this provides. a certain play at the ends of the spring, allowing the piston to have a certain independent movement, both with respect to the elastic connection device 62 and with respect to it. to the slide. Such an independent movement is. caused by the energy accumulated during the compression of the spring, the said compression having the effect of communicating a certain speed to the piston, speed which causes the latter to advance by releasing it from the spring. 44 to allow it to strike the striker tool.
Thus, at the time of impact, the piston is. completely free to move independently of the spring and the slide.
The elastic connection comprises a rod 41 fixed on the slide 39, this rod having two portions having different diameters keys 42-43 as well as a coil spring 44 mounted on the cylindrical part of smaller diameter 43. One of the ends 47 of the res out 44 rests on a key element retaining sliding smoothing in the form of a circular ring 45 slidably mounted on the rod of smaller diameter. The movement of the ring 45 is limited on one side by the shoulder 48 of the rod 41, shoulder. formed by the difference in diameters of each of the parts in question.
The element. retainer 46 of the end 49 of the spring 44 is. formed by a sleeve 50 provided with a flange so that the spring can bear against it. A bore 61 is provided in the bottom of the sleeve 50 to allow said retainer to slide along the narrow portion 43 of the rod. The element. 46 est. maintained on the section 43 by means of a nut 54 and a washer 53 screwed on a stud 51 provided for this purpose at the end of the rod 41, the diameter of the ron delle being greater due to the opening of the <I> bottom </I> of the socket, so that the washer 54 limits the movement of the bare retaining element towards the front.
In the thus limited position of the retaining element, the end 49 of the spring 44 and the. Flange 50 of the bare rete element -16 are located beyond the end of the rod 41, allowing the spring to be compressed out. from said front end due the terminal pin 51 of the rod 43 does not come to limit the compression.
A housing 55, formed in the piston 28 for the purpose of housing the elastic connection device, has a greater depth than the total length of the elastic device 62. The housing 55 has a random 56 slightly larger than the diameter of the spring and house the entire elastic device 62 clans its interior. A stop, in the form of an elastic prison 57, is inserted into a groove 58 to. the anterior orifice 59 of the housing 55 and, when this ring is in place, it prevents the elastic device from coming out of the housing, of the piston. The surface of the bottom of the housing 55 acts as a stop in order to limit the relative movement of the elastic device forwards.
The distance between these stops is greater than the existing distance. between the retaining elements when they occupy their extreme limiting positions, and said distance is also greater than the total length of the spring 44 when it is relaxed. This allows the piston to perform a reciprocating motion of a certain magnitude independent of the bucket slurry and the elastic connection device. Grooves 60 disposed longitudinally around the periphery of the piston 28 allow the air in the cylinder 21 to transfer from one side to the opposite side of the udder as the latter moves within the cylinder.
Note that the spring can be compressed to. from both ends and such compression of the spring 44 is caused by the relative movement of the piston with respect to the slide. If the piston moves away from the water slide, the spring ring 57 contacts the retainer 45 and compresses the spring from its upper end 47. If, on the other hand, the piston moves towards the spring. the slide, the bottom of the housing 55 in the piston pushes the retainer 46 back and compresses the spring from its lower end 49.
During normal operation of the device, the cycle of operations proceeds as described. below.
Referring to fig. 4, the slide 39 is shown in the average position of its upward stroke while its speed reaches its highest value. The inertia of the mass of the piston 28 causes a delay in its movement with respect to the movement of the slide and the latter moves away from the piston until the instant when the elastic stop ring 57 stops the retaining element in disc form 45. During acceleration of the piston, the spring 44 is compressed by the elastic band 57 and energy is accumulated in the spring. At the instant squaring in fig. 4, piston 28 moves upward at increasing speed.
In fig. 1, the slide has reached its upper dead center. However, the piston 28, due to its inertia and the speed it receives. .of the fact. of the energy which has been accumulated in the compressed spring 44, continues to move upwards, relieving the spring from the side of its upper end 47, and compressing it from the side of its lower end 49, so that this spring accumulates energy again.
The piston continues its upward movement, while the slider moves downward and the spring continues to be compressed from its lower end. In a position between the top dead center and 90 beyond the top dead center, the inertia of the piston is overcome and the uppermost stroke upwards is stopped. Maximum compression of the spring has been achieved and the energy accumulated in the latter begins to accelerate the piston downward.
Fig. \ 3 shows the slide in the middle position of its downstroke and moving at its greatest speed. The piston 28, at this point, moves downward with increasing speed. However, at this moment, the speed of the piston is not sufficient to allow it to move away from the slide until it reaches a position which would allow ai? spring to occupy its relaxed position, and therefore the spring 44 is again compressed from its lower end 49.
By moving from the position shown in fig. 2 towards the lower dead center shown in FIG. 3, the slide slows down until its downward travel is stopped. Simultaneously, the energy accumulated during the compression of the spring 44 increases the speed of the piston 28 until it exceeds the speed of the slide. This results in a relative movement of the piston which moves away from the slide 39, until the piston reaches a point which. allows the spring 44 to extend to its normal length.
The energy accumulated during the compression of the spring provided a high speed to the piston and now allows it to move independently of the slide and the spring, being disengaged from these elements, to strike the tool. Fig. 3 shows the position of the elements at the instant of impact of the piston with the tool.
The weight of the piston, the stiffness of the spring and the number of revolutions of the driving motor shaft are chosen so that the pis ton will disengage from the elastic connection device just before the moment of impact with the tool. As mentioned above, the depth of the housing 55 in the piston 28 is greater than the length of the relaxed spring 44. When the slider is at the lower dead center of the connecting rod 34, the bottom has reached a point allowing the release. spring 44 to be completely relaxed and it is no longer in contact with spring 44.
The speed acquired by the piston causes it to continue its downward stroke and to strike the tool violently while it is still released from the spring 44. As a result, the impact shock n 'is not transmitted to the spring 44, which, therefore, ensures a much longer duration of this spring. After hitting tool 18, the piston bounces back compressing the spring to. from its lower end. But the speed of the slide is now increasing. and very quickly exceeds that of the rebound piston.
The inertia of the piston causes a delay in its relative movement. to the movement of the slider, this causes the spring 44 to be fully relaxed to be subsequently compressed from its upper end by the piston, as shown in. fig. 4, after which the cycle of operations described above is repeated.
The length of the housing need not be greater than the. length of the relaxed spring. It is possible to use a number of constructions presenting. a housing length shorter than the length of the spring without departing from the spirit of the invention.