Outil actionné hydrauliquemert La présente invention a pour objet un outil actionné hydrauliquement.
Cet outil comprend un corps, un dispositif d'actionnement à cylindre et piston porté par ledit corps, un élément relié au dispositif d'actionnement pour impartir un mouvement à une tête d'outil lors que le piston se déplace d'un mouvement de va-et- vient dans le cylindre, en vue d'engager l'ouvrage sur lequel l'outil doit agir, des moyens pour fixer la tête d'outil audit corps de telle manière que cette tête puisse se déplacer d'un mouvement relatif limité par rapport audit corps, et une admission destinée à être reliée à une source de liquide sous pression,
des moyens à soupape étant agencés pour relier l'alésage du cylindre à l'admission, de telle manière que le piston soit déplacé d'un mouvement de va-et-vient dans le cylindre.
Ledit élément peut être disposé en vue de frapper la tête d'outil utilisée ou bien cet élément peut être relié rigidement à la tête d'outil comme, par exemple, dans les cas où l'invention est appliquée à un appa reil pour damer ou à des vibrateurs de béton.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, deux formes d'exécution de l'outil faisant l'objet de la présente invention.
La fig. 1 est une vue latérale partiellement en coupe d'une perforatrice hydraulique.
La fig. 2 est un diagramme illustrant les connexions de la perforatrice de la fig. 1 à une unité d'alimentation hydraulique.
La fig. 3 est une vue dans la direction de la flèche A de la fig. 1.
La fig. 4 est une coupe par la ligne IV-IV de la fig. 3 à plus grande échelle. La fig. 5 est une coupe -à plus grande échelle par la ligne V-V de la fig. 3: La fig. 6 est une vue latérale partiellement en coupe d'une deuxième forme d'exécution de -la per foratrice.
La fig. 6A est une vue d'un détail de la fig. 6, partiellement en coupe.
La fig. 7 est une vue en coupe longitudinale d'un manchon de soupape utilisé .dans la perfora trice de la fig. 6.
La fig. 8 est une coupe par l'une des lignes VIII-VIII de la fig. 7.
La fig. 9 est une coupe par l'une dés lignes IX-IX de la fig. 7.
La fig. 10 est une coupe longitudinale d'un b_Ioc de -commande pour la perforatrice de la fig. 6. La fig. 11 est une autre coupe longitudinale -du bloc de commande, la coupe étant faite suivant-un plan différent de celui de- la coupe de la fig. 10.
. La fig. 12 est une vue<B>-</B>semblable à la fig. 7 - d7une variante de manchon.
La perforatrice de la fig. 1 est un outil à per cussion et comprend un boîtier cylindrique 1 fermé à une extrémité par une plaque circulaire 2 et logeant à son extrémité opposée une soupape 3. Une conduite d'alimentation hydraulique 4 traverse une soupape de commande 4A-actionnée par une détente pour pénétrer dans le boîtier 1 où elle introduit du liquide sous pression provenant d'une unité hydrau lique 5 à la soupape 3. Une conduite de retour 6 = part du boîtier 1 pour amener du liquide à basse pression de la soupape 3 vers l'unité 5.
Cette unité 5 contient une pompe hydraulique entraînée par un moteur pour décharger- du liquide reçu<B>-</B> de<B>,:</B> la conduite 6 dans la conduite 4 à une pression élevée par exemple de 70 kg/cm2. Des poignées 7 s'éten dent à partir des côtés opposés de cette extrémité du boîtier contenant la soupape 1. Des accumulateurs haute et basse pression 8 et 9 sont montés sur l'extrémité du boîtier 1, adjacente aux poignées 7.
Une saillie tubulaire 10 s'étend à partir de la plaque 2 coaxialement au boîtièr 1. L'extrémité libre de la saillie 10 est filetée pour recevoir .un écrou de retenue 11 qui fixe librement une tête de pic 12 à la perforatrice. Cette tête a la forme d'une barre de @section hexagonale dont l'extrémité 12A est appoinfe et plate à son extrémité opposée 12B.
Un collier 13 solidaire de la tête 12 est disposé entre l'extrémité libre de la saillie 10 et une nervure 1 1A de l'écrou 11. L'extrémité libre de la saillie 10 et la nervure 11A forment des butées qui coopèrent avec le collier 13 pour limiter le mouvement axial de la tête de pic 12 par rapport à la perforatrice. Des goussets de renforcement 14 sont reliés à la plaque 2 et à la saillie 10.
La soupape 3 comporte quatre lumières ou ouvertures (non représentées) dans sa surface exté rieure et un organe de soupape (non représenté) entraîné par un moteur hydraulique qui permute les connexions de la première ouverture et de la seconde avec les troisième et quatrième ouvertures entre un premier mode de liaison où la première ouverture est reliée à la troisième et la seconde à la quatrième, et un second mode de liaison où la première ouver ture est reliée à la quatrième et la seconde à la troisième. La conduite 4 aboutit à la première ouver ture et la conduite 6 part de la seconde ouverture.
La troisième ouverture communique avec un pas sage 15 dans un corps de cylindre 16, tandis que la quatrième ouverture communique avec un pas sage 17 qui est également dans le corps 16. Le moteur hydraulique dans la soupape 3 est entraîné par du liquide amené par la conduite 4, le liquide d'entraînement traversant un orifice réglable (non représenté).
Le corps 16 présente une extrémité d'une bride 16A dont la périphérie est fixée sur la paroi inté rieure du boîtier 1. Le corps 16 a un alésage 18 présentant des épaulements 19 et 20 formés en des endroits où il change de diamètre. Une chemise cylindrique 21 est disposée dans la partie de l'alésage située entre les épaulements 19 et 20, cette chemise étant fixée axialement par des presse-étoupe 22 et 23 à travers lesquels passe une tige de piston 24 portant un piston 25 coopérant avec la chemise cylindri que 21.
Le presse-étoupe 22 bute contre l'épaule ment 19 et un anneau de verrouillage 26 est vissé dans l'extrémité de plus grand diamètre de l'alésage 18 -pour s'appuyer contre le presse-étoupe 23 et maintenir l'assemblage des presse-étoupe 22 et 23 ainsi que de la chemise 21 en place dans l'alésage 18.
Le passage 15 communique avec une rainure annulaire 27 formée dans l'alésage, tandis que le passage 17 communique avec une rainure annulaire 28, également ménagée dans l'alésage 18. Des ouver- tures radiales 29 traversent la chemise 21 pour met tre en communication la rainure 27 avec l'organe d'espacement 30 dans la chemise 21 située entre le piston 25 et le presse-étoupe 23. Des ouvertures 31 pratiquées dans la chemise 21 mettent en communi cation la rainure 28 avec l'espace 32 dans cette che mise 21 entre le piston 25 et le presse-étoupe 22.
Un écrou 33 fileté intérieurement et extérieure ment est fixé sur une extrémité filetée 34 de la tige de piston 24.. L'extrémité 34 occupe une extrémité de l'alésage de l'écrou 33 tandis qu'un bout fileté 35 d'un tampon frappeur 36 est fixé dans l'autre extré mité de l'alésage de l'écrou 33. Un anneau 37 est vissé sur l'extérieur de l'écrou 33 et est maintenu en place par une rondelle de blocage 38 qui est également vissée sur l'écrou 33. Une extrémité d'un ressort de compression 39 s'appuie contre l'anneau 37 tandis que l'autre extrémité s'appuie contre la bride 18.
L'accumulateur hydraulique 8 présente un corps 40 (fi-. 4) contenant un piston 41 monté dans un alésage 42 ménagé dans le corps 40. Le piston 41 est formé sur une tige 43 portant une plaque 44 disposée dans un alésage 45 du corps 40, cet alésage étant fermé par un chapeau d'extrémité 46 présen tant des orifices à air 47. Un ressort 48 formé de rondelles 49 empilées est disposé entre la plaque 44 et le chapeau 46. Des rondelles adjacentes 49 de la pile sont incurvées en sens opposé. L'alésage 43 communique par une ouverture 50 avec la première lumière qui est reliée à la conduite haute-pression 4.
L'accumulateur 9 comporte un corps 51 (fig. 5) ayant un alésage cylindrique 52 dans lequel est dis posé un piston 53, celui-ci étant monté sur une tige 54 qui traverse un chapeau d'extrémité 55 fer mant une extrémité de l'alésage 52. L'extrémité oppo sée de l'alésage 52 communique par un orifice 56 avec la seconde lumière qui est reliée à la conduite 6. Le chapeau 55 est traversé par un orifice d7aéra- tion 57. Un ressort 58 entre le chapeau 55 et le pis ton 53 pousse ce dernier vers l'extrémité opposée de l'alésage 52.
Lors de l'utilisation de la perforatrice décrite, les poignées 7 sont saisies à la main et la perforatrice est manoeuvrée dans une position verticale telle que représentée à la fig. 2. Du liquide sous pression est amené de l'unité 5 par la conduite 4 et par la sou pape de commande actionnée par la détente (non représentée) à la soupape 3 qui fournit alternative- ment le liquide sous pression élevée aux passages 17 et 15.
Lorsque du liquide est fourni au passage 17, du fluide pénètre dans l'espace 32 par la rainure 28 et les ouvertures 31 et force le piston 25 vers le presse-étoupe 23, de sorte que le tampon 36 frappe l'extrémité 12B et impartit un choc à la tête 12 du pic. Alors que le piston 25 se déplace vers le presse- étoupe 23, du liquide s'échappe de l'espace 30 par les lumières 29, la rainure 27, le passage 15, la soupape 3 et la conduite 6.
Lorsque le tampon 36 a frappé la tête 1.2, la soupape 3 inverse les connexions entre les passages 15 et 17 et les conduits 4 et 6, de sorte que du liquide est forcé dans l'espace 30 et s'échappe de l'espace 32, le piston se déplaçant ainsi vers le presse-étoupe 22 comprimant le ressort 39. Avant que le piston n'atteigne l'ouver ture 31, la soupape 3 fait passer le liquide du pas sage 15 au passage 17 et le cycle se répète. La fréquence avec laquelle les phases du cycle se répè tent est déterminée par le réglage de la dimen sion de l'orifice réglable.
La pression de liquide fourni par la conduite 4, qui est en communication directe avec l'ouverture 50, oblige le piston à se déplacer vers un échappe ment dépendant de la pression du liquide à partir de la position de la fig. 4 vers le chapeau d'extré mité 46 contre l'action du ressort 48. De façon sem blable, la pression du liquide ramené à l'unité 5 par la conduite 6 est communiquée par l'ouverture 56 au piston 53 qui est déplacé contre l'action du res sort 52. Des variations de pressions dans les condui tes 4 et 6 apparaissant lors du fonctionnement de la soupape 3 et du piston 25, ainsi que de la che mise 21, sont diminuées par les accumulateurs 8 et 9.
La perforatrice de la fig. 6 comprend un boîtier cylindrique 101 à une extrémité duquel est fixé un bloc de commande 102 muni de poignées 103. L'autre extrémité du boîtier 101 est fermée par une plaque annulaire 104 portant une extension tubulaire 105. Des goussets de renforcement 106 sont fixés à l'extension 105 et à la plaque 104. Un levier 107 de retenue de la tête de pique est-monté sur les goussets 106 pour relier librement une tête de pic<B>108</B> à la perforatrice, l'extrémité de cette tête 108 traversant l'extension tubulaire 105. La tête 108 a la forme d'une barre hexagonale qui est pointue à son extré mité (non représentée) venant en prise avec l'ouvrage et plate à son extrémité opposée 108A.
Un collier 109 est formé sur la tête 108, ce collier étant disposé entre l'extrémité libre de la saillie 105 et le levier 107. L'extrémité libre de l'extension 105 et du levier 107 forment des butées qui coopèrent avec le collier 109 pour limiter un déplacement axial de la tête 108 par rapport à la perforatrice. Le levier 107 a la forme d'une boucle 107A fixée de façon pivotante au moyen d'une cheville 107B à l'une des nervures 106. La boucle présente une ouverture qui est plus large au voisinage de la cheville 107B qu'en un point éloigné de cette cheville. Le collier 109 peut traverser la partie large de la boucle mais pas la partie plus étroite. Un arrêt sollicité par un ressort 107C est porté par une autre nervure 106.
Avec l'arrêt 107C et le levier 107 dans la position représentée en traits pleins, cet arrêt 107C empêche le levier 107 de basculer dans la position où le collier 109 peut passer à travers l'ouverture ménagée dans la boucle 107. Le collier 109 ne peut passer à travers la boucle 107A que lorsque le levier 107 se trouve dans la position représentée en traits mixtes.
Une soupape est disposée dans le boîtier 101 (fig. 6A) ; elle comprend un corps 110 fixé dans l'alésage du boîtier 101 adjacent au bloc de com mande 102. Un manchon<B>111</B> est fixé dans l'alésage du corps 110 et présente une douille rotative 112 montée dans celui-ci. Une large rainure annulaire 113 est formée dans la partie centrale de l'alésage du corps 110 et des rainures plus étroites 114, 115 sont formées dans cet alésage de chaque côté de la rainure 113.
Le manchon 111 présente quatre séries de lumières qui le traversent, quatre lumières 116 (fig. 7) dans la première série, quatre lumières 117 dans la seconde série, quatre lumières 118 dans la troisième série et quatre lumières<B>119</B> dans la quatrième série. Les axes des lumières dans chaque série s'étendent dans le même plan et sont espacés autour de l'axe du manchon 111 suivant des angles égaux. Les lumières 117 sont alignées longitudinalement sur les lumières 119 et les lumières 116 sur les lumières 118.
Les lumières 116 et 118 sont espacées angulairement autour de l'axe du manchon<B>111</B> de 45o à partir des lumières 117 et 119. Le plan de la coupe longitu dinale de la fig. 7 est pris à 450 autour de l'axe du manchon<B>111</B> à partir du plan de la coupe de la fig. 1. La douille rotative 112 présente dans sa surface extérieure une première série de quatre rai nures longitudinales 120 et une seconde série de quatre rainures longitudinales 121. Les rainures de chaque série sont espacées suivant des angles égaux autour de l'axe longitudinal de la douille 112.
Ces extrémités des rainures 120 qui sont les plus éloignées des rainures 121 présentent des lumières 122 coopé rant avec celles-ci pour amener les rainures 120 en communication avec l'intérieur de la douille 112. De façon semblable, les rainures 121 à leurs extrémités les plus éloignées des rainures 120 présentent des lumières 123 coopérant avec celles-ci et qui amènent ces rainures en communication avec l'intérieur de la douille 112. Un piston 124 est disposé dans la douille 112 et porté par une tige 125. La partie 125A de la tige 125, qui est à gauche (fig. 6) du piston 124, a un diamètre plus grand que la partie 125B de la tige 125.
L'extrémité libre de la partie -125A est introduite dans un presse-étoupe 126 qui est fixé dans le bloc 102, tandis que la partie 125B traverse un presse-étoupe 127 fixé au corps de soupape 110. Des paliers de butée 128 sont disposés entre les presse-étoupe 126 et 127 et les extrémités adjacentes de la douille rotative 112. Une extension 112A de l'extrémité gauche (fig. 6) de la douille 112 comprend une roue dentée 129 d'un moteur à huile 130, du type à engrenages, fixée à celui-ci par une clavette 131. La roue 129 engrène avec des pignons 132 dont un seul est visible sur la fig. 6A.
Chaque pignon 132 est monté sur un axe 133 par l'intermédiaire d'un palier 134, les axes étant portés par le corps de soupape 110. Les faces latérales des roues 129 et 132 coopèrent d'un côté avec la face d'extrémité 110A du corps de soupape 110, et sur les faces opposées, avec une face d'extrémité 102A (fig. 10) du bloc 102. Les roues 129 et 132 sont disposées dans une plaque 130A du moteur à engrenages. L'extrémité libre de la partie 125B de la tige de piston 125 comprend une masse 135 fixée sur celle-ci et présentant une face 135A destinée à rencontrer l'extrémité 108A de la tête de pique 135. Le collier <B>136</B> présente des trous 137 qui le traversent de part en part, des tubes 138 étant enfilés avec jeu dans ces trous 137.
Dans la fig. 6, seuls un trou 137 et un tube 138 sont visibles. Une extrémité de chaque tube 138 est fixée à une pièce 139 faisant saillie à partir du corps de soupape 110 sur lequel elle est fixée. Chaque pièce 109 comporte un manchon 140 vissé sur elle. Un ressort hélicoïdal 141 est associé à chaque tube 138, une extrémité de ce res sort s'appuyant contre le collier 136 et l'autre extré mité contre le manchon 140. L'extrémité opposée de chaque tube<B>138</B> est fixée à un organe tubulaire 142 monté sur la plaque 104 à l'aide d'un boulon 143.
L'organe tubulaire 142 traverse des trous mé nagés dans la partie périphérique d'une plaque an- nulaire 144. Un ressort 145, formé par une pile de disques incurvés 146, est porté par chaque organe tubulaire 142 entre les plaques 104 et 144. Les ressorts 145 servent à pousser la plaque 144 contre les épaulements 142A des organes tubulaires 142.
Les fi-. 10 et 11 sont des coupes du bloc de commande 102 faites à partir du côté opposé de l'outil, comparativement à la vue de la fig. 6. La face 102A dans chacune des fig. 10 et 11 est par conséquent à gauche, tandis qu'à la fig. 6, elle est à droite du bloc 102. Ce bloc 102 présente un passage d'admission 147 destiné à être relié à une conduite d'alimentation à haute pression (non repré sentée).
Le passage 147 (fig. 10) communique par une soupape-tiroir 148, des lumières (non repré sentées) et un filtre d'huile 149 (fig. 11) avec un passage 150 qui, lui, communique par des conduits (non représentés) avec la rainure 113 (fig. 6). La rainure 113 communique par des passages (non re présentés), un passage 151 et une soupape d'étran glement 152 avec un passage 153 qui mène à des poches d'alimentation du moteur à huile 130 du type à engrenages.
Les échappements du moteur 130 et les rainures 114 et 115 communiquent par les passages (non représentés) avec un passage 154 (fig. 10) qui mène à un orifice de sortie 155 destiné à être relié à une conduite d'échappement. Le pas sage 151 applique de l'huile à la même pression que celui à l'intérieur de la rainure 113 au piston 156 d'un accumulateur 157. Le piston 156 est monté sur une tige 158 portant un ressort 159 formé par une pile de disques élastiques incurvés 160 disposés dans une chambre cylindrique 161 qui est coaxiale au logement cylindrique 162 renfermant le piston 156 et qui est de plus grand diamètre que ce loge ment.
Une extrémité du ressort 154 bute contre un piston 163 fixé dans le bloc 102 tandis que l'autre extrémité du ressort pousse le piston 156 dans le logement 162. Une rainure hélicoïdale 164 est for mée sur la surface cylindrique du piston 156 et s'étend d'une extrémité à l'autre de ce piston. La chambre<B>161</B> communique par des lumières (non représentées) avec le passage 154.
La soupape 148 est ouverte en pressant un pis ton 165 qui est fixé sur une extrémité de cette soupape dans le bloc 102 contre l'action d'un res sort 166 qui s'appuie sur l'autre extrémité de la soupape 148 pour la pousser dans sa position fermée. Un levier 167, ayant un tampon 167A pour coopé rer avec le piston<B>167,</B> est monté pivotant sur le bloc 102 (voir fig. 6) et sert, lorsqu'il est dans la position représentée dans cette figure, à maintenir le plongeur 165 dans la position où la soupape 148 est ouverte.
Avec l'ouverture de sortie 155 reliée à une con duite d'échappement et l'ouverture d'admission 147 reliée à une conduite d'alimentation d'huile à haute pression, la perforatrice décrite fonctionne de la façon suivante: Lors de l'enfoncement du piston 165 dans le bloc 102, de l'huile à haute pression est fournie dans la rainure annulaire 113. Cette huile s'écoule de ladite rainure par le passage 151, la soupape d'étranglement 152 et le passage 153 au moteur 130, pour entraîner ce dernier de sorte que les engre nages 129 et 132 tournent.
La douille 112 étant fixée à la roue dentée 129, tourne autour de l'axe longitudinal de la perforatrice: Avec les parties dans la position représentée à la fig. 6, de l'huile sous pression est fournie à partir de la rainure 113 par les lumières 117 à la rainure 120. L'huile s'écoule des rainures 120 à travers les lumières 122 vers l'espace annulaire 168 qui existe entre l'alésage de la douille 112 et la partie 125A de la tige de piston.
De l'huile s'écoule de l'espace 169 qui se trouve entre la partie 125B et l'alésage de la douille 112, à travers les lumières 123 jusqu'aux fentes 121, et de là, par les lumières 119 jusqu'à la rainure annu laire 115 qui mène au ' passage 154 et à l'ouverture de sortie<B>155.</B> L'huile dans l'espace<B>169</B> est ainsi reliée à l'échappement, alors que l'huile sous pres sion est amenée à l'espace 168. Le piston 124 déplace par conséquent la masse 135 vers la droite (fig. 6), pour rencontrer l'extrémité adjacente 108A de la tête 108 et impartir un choc à celle-ci.
Lorsque le moteur 130 a fait tourner la douille 112 d'un huitième d'une révolution, les rainures 120 amènent l'espace 168 en communication, par les lumières 116 (non visibles à la fig. 6A), avec la rainure 114 qui communique avec la sortie 155. En même temps, les rainures 121 amènent l'espace 169 en commu nication, par des lumières 119 (non visibles à la fig. 6A), avec la rainure 113. Ainsi de l'huile sous pression est amenée à l'espace<B>169</B> et l'espace 168 est relié à l'échappement. Le piston 124 déplace par conséquent la masse 135 en l'éloignant du pic 108 et comprime ainsi les ressorts 141.
Lors d'un autre huitième de révolution de la douille 112, la masse 135 est de nouveau entraînée pour rencon trer le- pic<B>108</B> et lors d'un autre huitième de révo lution, la masse 135 est déplacée en sens opposé. Ainsi, la douille 112, en continuant de tourner, fait osciller la masse 135 et impartit une série de coups au pic 108. Les ressorts 141 emmagasinent de l'é nergie lorsque la masse 135 s'éloigne du pic 108, cette énergie étant relâchée par la suite lorsque les ressorts se détendent pendant la course de travail de la masse 135 pour rencontrer le pic 108. L'aire du piston sur laquelle agit le fluide hydraulique est plus grande à droite du piston 124 que sur sa face gauche (fig. 6A).
Les trous 116 et 118 sont de plus grand diamètre que les trous<B>117</B> et<B>119.</B> Les fentes 120 et 121 sont toutes de la même largeur circonférentielle. La soupape constituée par les man chons 111 et 112 est par conséquent couverte lorsque le piston est déplacé de la droite vers la gauche (fig. 6A) pour une plus grande partie du cycle que lorsque le piston est déplacé en sens opposé. Le mouvement du piston 124 dans ce dernier sens est cependant plus rapide que son mouvement de la droite vers la gauche, en raison de l'action des ressorts 141.
La fréquence des coups impartis à la tête de pic 108 peut être modifiée en changeant la vitesse de rotation de la douille 112. Ceci est effectué en réglant la soupape d'étranglement 152, ce qui modi fie la vitesse du moteur 130.
L'accumulateur 157 est prévu pour diminuer les fluctuations de pression dans la conduite d7alimen- tation à haute pression. La rainure 164 sur la sur face cylindrique du piston d'accumulateur 162 met le côté haute pression en communication avec la chambre 161 qui est reliée à la sortie 155. Une élévation de pression dans le passage 151 est absor bée par le déplacement du piston 156 contre l'action du ressort 159, et par une fuite accrue le long de la rainure 164 résultant d'une réduction de la lon gueur effective de cette rainure lorsque le piston d'accumulateur 156 se déplace dans la chambre 161.
Les ressorts 145 (fig. 6) servent d'amortisseurs pour absorber l'énergie de la masse 135 dans le cas d'un dépassement de cette masse apparaissant si la tête de pic 108 n'est pas en contact avec une matière solide. La masse 135 porte des tampons de caoutchouc 135B qui peuvent venir en contact avec le corps de soupape 110 et la boite presse- étoupe 127, dans le cas d'un dépassement de la masse 135 en sens opposé.
La fig. 12 montre une modification pouvant être apportée aux lumières 117 et 119. Dans cette figure, ces lumières sont en forme de triangles iso cèles avec les bases des triangles parallèles à l'axe du manchon<B>111</B> et les sommets des triangles diri gés dans le sens de rotation de la douille 112.
Ainsi, lorsque la douille 112 tourne, les sommets des lumières 117 et 119 sont découverts en premier et de l'huile s'écoule à travers ces lumières, lors de la course de travail de la perforatrice à une vitesse plus rapprochée @de la vitesse du piston 124 et de la masse 135 que lorsque les lumières circulaires 117 et 119 sont utilisées.
The present invention relates to a hydraulically actuated tool.
This tool comprises a body, a cylinder and piston actuator carried by said body, an element connected to the actuator for imparting movement to a tool head when the piston moves back and forth. -and- comes in the cylinder, in order to engage the work on which the tool must act, means for fixing the tool head to said body in such a way that this head can move with a limited relative movement relative to said body, and an inlet intended to be connected to a source of pressurized liquid,
valve means being arranged to connect the bore of the cylinder to the inlet, such that the piston is reciprocally moved in the cylinder.
Said element can be arranged with a view to striking the tool head used or else this element can be rigidly connected to the tool head as, for example, in cases where the invention is applied to a device for tamping or to concrete vibrators.
The appended drawing represents, by way of example, two embodiments of the tool forming the subject of the present invention.
Fig. 1 is a partially sectioned side view of a hydraulic punch.
Fig. 2 is a diagram illustrating the connections of the punch of FIG. 1 to a hydraulic power unit.
Fig. 3 is a view in the direction of arrow A in FIG. 1.
Fig. 4 is a section taken on line IV-IV of FIG. 3 on a larger scale. Fig. 5 is a cross-section on a larger scale by the line V-V of FIG. 3: Fig. 6 is a partially sectional side view of a second embodiment of the drill.
Fig. 6A is a view of a detail of FIG. 6, partially in section.
Fig. 7 is a longitudinal sectional view of a valve sleeve used in the perforator of FIG. 6.
Fig. 8 is a section through one of the lines VIII-VIII of FIG. 7.
Fig. 9 is a section through one of the lines IX-IX of FIG. 7.
Fig. 10 is a longitudinal section of a control b_Ioc for the punch of FIG. 6. FIG. 11 is another longitudinal section of the control unit, the section being taken along a plane different from that of the section of FIG. 10.
. Fig. 12 is a view <B> - </B> similar to FIG. 7 - a variant of a sleeve.
The perforator of fig. 1 is a percussion tool and comprises a cylindrical housing 1 closed at one end by a circular plate 2 and housing at its opposite end a valve 3. A hydraulic supply line 4 passes through a control valve 4A-actuated by a trigger to enter the housing 1 where it introduces pressurized liquid from a hydraulic unit 5 to the valve 3. A return line 6 = from the housing 1 to bring low pressure liquid from the valve 3 to the unit 5.
This unit 5 contains a hydraulic pump driven by a motor to discharge the liquid received <B> - </B> from <B>,: </B> line 6 in line 4 at a high pressure, for example 70 kg / cm2. Handles 7 extend from opposite sides of that end of the housing containing the valve 1. High and low pressure accumulators 8 and 9 are mounted on the end of the housing 1, adjacent to the handles 7.
A tubular protrusion 10 extends from the plate 2 coaxially with the housing 1. The free end of the protrusion 10 is threaded to receive a retaining nut 11 which freely secures a pick head 12 to the puncher. This head has the shape of a bar of hexagonal section whose end 12A is appoinfe and flat at its opposite end 12B.
A collar 13 integral with the head 12 is arranged between the free end of the projection 10 and a rib 11A of the nut 11. The free end of the projection 10 and the rib 11A form stops which cooperate with the collar 13 to limit the axial movement of the pick head 12 relative to the punch. Reinforcement gussets 14 are connected to the plate 2 and to the projection 10.
The valve 3 has four ports or openings (not shown) in its outer surface and a valve member (not shown) driven by a hydraulic motor which swaps the connections of the first opening and the second with the third and fourth openings between a first connection mode where the first opening is connected to the third and the second to the fourth, and a second connection mode where the first opening is connected to the fourth and the second to the third. Line 4 leads to the first opening and line 6 starts from the second opening.
The third opening communicates with a pitch 15 in a cylinder body 16, while the fourth opening communicates with a pitch 17 which is also in the body 16. The hydraulic motor in the valve 3 is driven by liquid supplied by the cylinder. line 4, the driving liquid passing through an adjustable orifice (not shown).
The body 16 has one end of a flange 16A, the periphery of which is fixed to the interior wall of the housing 1. The body 16 has a bore 18 having shoulders 19 and 20 formed at places where it changes in diameter. A cylindrical sleeve 21 is disposed in the part of the bore located between the shoulders 19 and 20, this sleeve being fixed axially by stuffing-boxes 22 and 23 through which passes a piston rod 24 carrying a piston 25 cooperating with the cylindrical liner 21.
The stuffing box 22 abuts against the shoulder 19 and a locking ring 26 is screwed into the larger diameter end of the bore 18 to rest against the stuffing box 23 and hold the assembly of the cable gland 22 and 23 as well as the sleeve 21 in place in bore 18.
The passage 15 communicates with an annular groove 27 formed in the bore, while the passage 17 communicates with an annular groove 28, also formed in the bore 18. Radial openings 29 pass through the sleeve 21 to put in communication. the groove 27 with the spacer 30 in the sleeve 21 situated between the piston 25 and the stuffing box 23. Openings 31 made in the sleeve 21 put the groove 28 into communication with the space 32 in this sleeve 21 between the piston 25 and the stuffing box 22.
An internally and externally threaded nut 33 is attached to a threaded end 34 of the piston rod 24. The end 34 occupies one end of the bore of the nut 33 while a threaded end 35 of a plug. batter 36 is secured in the other end of the bore of nut 33. A ring 37 is screwed onto the outside of nut 33 and is held in place by a lock washer 38 which is also screwed onto. the nut 33. One end of a compression spring 39 rests against the ring 37 while the other end rests against the flange 18.
The hydraulic accumulator 8 has a body 40 (Fig. 4) containing a piston 41 mounted in a bore 42 formed in the body 40. The piston 41 is formed on a rod 43 carrying a plate 44 disposed in a bore 45 of the body. 40, this bore being closed by an end cap 46 having air ports 47. A spring 48 formed of stacked washers 49 is disposed between the plate 44 and the cap 46. Adjacent washers 49 of the stack are curved in opposite. The bore 43 communicates through an opening 50 with the first port which is connected to the high-pressure pipe 4.
The accumulator 9 comprises a body 51 (fig. 5) having a cylindrical bore 52 in which a piston 53 is arranged, the latter being mounted on a rod 54 which passes through an end cap 55 ironing one end of the piston. The bore 52. The opposite end of the bore 52 communicates through a port 56 with the second lumen which is connected to the conduit 6. The cap 55 is crossed by an air port 57. A spring 58 between the cap 55 and the udder 53 pushes the latter towards the opposite end of the bore 52.
When using the described punch, the handles 7 are gripped by hand and the punch is maneuvered into a vertical position as shown in fig. 2. Pressurized liquid is supplied from unit 5 through line 4 and through the expansion actuated control valve (not shown) to valve 3 which alternately supplies high pressure liquid to passages 17 and 17. 15.
When liquid is supplied to passage 17, fluid enters space 32 through groove 28 and openings 31 and forces piston 25 toward stuffing box 23, so that pad 36 hits end 12B and releases. a shock to the head 12 of the peak. As the piston 25 moves towards the stuffing box 23, liquid escapes from the space 30 through the ports 29, the groove 27, the passage 15, the valve 3 and the line 6.
When the pad 36 hits the head 1.2, the valve 3 reverses the connections between the passages 15 and 17 and the conduits 4 and 6, so that liquid is forced into the space 30 and escapes from the space 32 , the piston thus moving towards the stuffing box 22 compressing the spring 39. Before the piston reaches the opening 31, the valve 3 passes the liquid from the step 15 to the passage 17 and the cycle repeats. The frequency with which the phases of the cycle are repeated is determined by adjusting the size of the adjustable orifice.
The pressure of liquid supplied by the line 4, which is in direct communication with the opening 50, forces the piston to move towards an exhaust dependent on the pressure of the liquid from the position of FIG. 4 towards the end cap 46 against the action of the spring 48. Similarly, the pressure of the liquid returned to the unit 5 by the line 6 is communicated through the opening 56 to the piston 53 which is moved against the action of the spring 52. The pressure variations in the conduits 4 and 6 appearing during the operation of the valve 3 and the piston 25, as well as the plug 21, are reduced by the accumulators 8 and 9.
The perforator of fig. 6 comprises a cylindrical housing 101 at one end of which is fixed a control unit 102 provided with handles 103. The other end of the housing 101 is closed by an annular plate 104 carrying a tubular extension 105. Reinforcing gussets 106 are attached to it. extension 105 and plate 104. A pick head retaining lever 107 is mounted on gussets 106 to freely connect a pick head <B> 108 </B> to the punch, the end of the pick. this head 108 passing through the tubular extension 105. The head 108 is in the form of a hexagonal bar which is pointed at its end (not shown) engaging the work and flat at its opposite end 108A.
A collar 109 is formed on the head 108, this collar being disposed between the free end of the projection 105 and the lever 107. The free end of the extension 105 and of the lever 107 form stops which cooperate with the collar 109. to limit an axial displacement of the head 108 relative to the perforator. The lever 107 is in the form of a loop 107A pivotally attached by means of a pin 107B to one of the ribs 106. The loop has an opening which is wider near the pin 107B than at a point. away from that ankle. The collar 109 can pass through the wide part of the loop but not the narrower part. A stop urged by a spring 107C is carried by another rib 106.
With the stop 107C and the lever 107 in the position shown in solid lines, this stop 107C prevents the lever 107 from tilting to the position where the collar 109 can pass through the opening in the loop 107. The collar 109 does not can pass through loop 107A only when lever 107 is in the position shown in phantom.
A valve is disposed in the housing 101 (Fig. 6A); it comprises a body 110 fixed in the bore of the housing 101 adjacent to the control unit 102. A sleeve <B> 111 </B> is fixed in the bore of the body 110 and has a rotary bush 112 mounted therein. this. A wide annular groove 113 is formed in the central portion of the bore of the body 110, and narrower grooves 114, 115 are formed in this bore on either side of the groove 113.
The sleeve 111 has four series of lights passing through it, four lights 116 (fig. 7) in the first series, four lights 117 in the second series, four lights 118 in the third series and four lights <B> 119 </ B > in the fourth series. The axes of the lumens in each series extend in the same plane and are spaced around the axis of the sleeve 111 at equal angles. The lights 117 are aligned longitudinally with the lights 119 and the lights 116 with the lights 118.
The slots 116 and 118 are angularly spaced about the axis of the sleeve <B> 111 </B> by 45o from the slots 117 and 119. The plane of the longitudinal section of FIG. 7 is taken at 450 around the axis of the sleeve <B> 111 </B> from the plane of the section of FIG. 1. The rotary bush 112 has in its outer surface a first series of four longitudinal grooves 120 and a second series of four longitudinal grooves 121. The grooves of each series are spaced at equal angles around the longitudinal axis of the bush. 112.
These ends of the grooves 120 which are the furthest from the grooves 121 have slots 122 cooperating therewith to bring the grooves 120 into communication with the interior of the sleeve 112. Similarly, the grooves 121 at their ends. more distant from the grooves 120 have slots 123 cooperating with the latter and which bring these grooves into communication with the interior of the sleeve 112. A piston 124 is disposed in the sleeve 112 and carried by a rod 125. The part 125A of the rod 125, which is to the left (fig. 6) of the piston 124, has a larger diameter than the part 125B of the rod 125.
The free end of part -125A is inserted into a stuffing box 126 which is fixed in block 102, while part 125B passes through a stuffing box 127 fixed to the valve body 110. Thrust bearings 128 are provided. between the cable glands 126 and 127 and the adjacent ends of the rotary bush 112. An extension 112A of the left end (fig. 6) of the bush 112 includes a toothed wheel 129 of an oil motor 130, of the type gear, fixed thereto by a key 131. The wheel 129 meshes with pinions 132, only one of which is visible in FIG. 6A.
Each pinion 132 is mounted on a pin 133 via a bearing 134, the pins being carried by the valve body 110. The side faces of the wheels 129 and 132 cooperate on one side with the end face 110A. of the valve body 110, and on the opposite faces, with an end face 102A (Fig. 10) of the block 102. The wheels 129 and 132 are disposed in a plate 130A of the gear motor. The free end of the part 125B of the piston rod 125 comprises a mass 135 fixed thereto and having a face 135A intended to meet the end 108A of the spike head 135. The collar <B> 136 </ B> has holes 137 which pass right through it, tubes 138 being threaded with play in these holes 137.
In fig. 6, only a hole 137 and a tube 138 are visible. One end of each tube 138 is attached to a piece 139 protruding from the valve body 110 to which it is attached. Each part 109 has a sleeve 140 screwed onto it. A helical spring 141 is associated with each tube 138, one end of this spring resting against the collar 136 and the other end against the sleeve 140. The opposite end of each tube <B> 138 </B> is fixed to a tubular member 142 mounted on the plate 104 by means of a bolt 143.
The tubular member 142 passes through holes made in the peripheral part of an annular plate 144. A spring 145, formed by a stack of curved discs 146, is carried by each tubular member 142 between the plates 104 and 144. The springs 145 serve to push the plate 144 against the shoulders 142A of the tubular members 142.
The fi-. 10 and 11 are sections of control block 102 taken from the opposite side of the tool, compared to the view of FIG. 6. The face 102A in each of fig. 10 and 11 is therefore on the left, while in FIG. 6, it is to the right of block 102. This block 102 has an inlet passage 147 intended to be connected to a high pressure supply line (not shown).
The passage 147 (fig. 10) communicates by a slide valve 148, lights (not shown) and an oil filter 149 (fig. 11) with a passage 150 which, for its part, communicates by ducts (not shown). ) with groove 113 (fig. 6). The groove 113 communicates by passages (not shown), a passage 151 and a throttle valve 152 with a passage 153 which leads to supply pockets of the gear-type oil motor 130.
The exhausts of the engine 130 and the grooves 114 and 115 communicate through the passages (not shown) with a passage 154 (Fig. 10) which leads to an outlet port 155 intended to be connected to an exhaust pipe. The step 151 applies oil at the same pressure as that inside the groove 113 to the piston 156 of an accumulator 157. The piston 156 is mounted on a rod 158 carrying a spring 159 formed by a stack of curved elastic discs 160 disposed in a cylindrical chamber 161 which is coaxial with the cylindrical housing 162 enclosing the piston 156 and which is of greater diameter than this housing.
One end of the spring 154 abuts against a piston 163 fixed in the block 102 while the other end of the spring pushes the piston 156 into the housing 162. A helical groove 164 is formed on the cylindrical surface of the piston 156 and extends. from one end of this piston to the other. Room <B> 161 </B> communicates by lights (not shown) with passage 154.
The valve 148 is opened by pressing an udder 165 which is fixed to one end of this valve in the block 102 against the action of a res out 166 which presses on the other end of the valve 148 to push it. in its closed position. A lever 167, having a buffer 167A to cooperate with the piston <B> 167, </B> is pivotally mounted on the block 102 (see fig. 6) and serves, when in the position shown in this figure. , to maintain the plunger 165 in the position where the valve 148 is open.
With the outlet opening 155 connected to an exhaust duct and the inlet opening 147 connected to a high pressure oil supply line, the described perforator operates as follows: depressing the piston 165 into the block 102, high pressure oil is supplied into the annular groove 113. This oil flows from said groove through the passage 151, the throttle valve 152 and the passage 153 to the engine 130 , to drive the latter so that the gears 129 and 132 rotate.
The bush 112 being fixed to the toothed wheel 129, rotates around the longitudinal axis of the perforator: With the parts in the position shown in FIG. 6, pressurized oil is supplied from the groove 113 through the lumens 117 to the groove 120. The oil flows from the grooves 120 through the lumens 122 to the annular space 168 which exists between the groove. bore of the sleeve 112 and the part 125A of the piston rod.
Oil flows from the space 169 which is between part 125B and the socket bore 112, through the ports 123 to the slots 121, and from there through the ports 119 to the annular groove 115 which leads to passage 154 and to the outlet opening <B> 155. </B> The oil in the space <B> 169 </B> is thus connected to the exhaust, as the pressurized oil is supplied to space 168. Piston 124 therefore moves mass 135 to the right (Fig. 6), to meet adjacent end 108A of head 108 and impart shock to the head. this one.
When the motor 130 has rotated the sleeve 112 by an eighth of a revolution, the grooves 120 bring the space 168 into communication, through the slots 116 (not visible in FIG. 6A), with the groove 114 which communicates. with the outlet 155. At the same time, the grooves 121 bring the space 169 into communication, through openings 119 (not visible in fig. 6A), with the groove 113. Thus pressurized oil is brought to the space <B> 169 </B> and the space 168 is connected to the exhaust. The piston 124 therefore moves the mass 135 away from the peak 108 and thus compresses the springs 141.
In another eighth of a revolution of the socket 112, the mass 135 is again driven to meet the peak <B> 108 </B> and in another eighth of revolution, the mass 135 is displaced. in the opposite way. Thus, the socket 112, continuing to rotate, oscillates the mass 135 and imparts a series of blows to the peak 108. The springs 141 store energy as the mass 135 moves away from the peak 108, this energy being released. subsequently when the springs relax during the working stroke of the mass 135 to meet the peak 108. The area of the piston on which the hydraulic fluid acts is greater on the right of the piston 124 than on its left face (fig. 6A).
Holes 116 and 118 are larger in diameter than holes <B> 117 </B> and <B> 119. </B> Slots 120 and 121 are all the same circumferential width. The valve formed by sleeves 111 and 112 is therefore covered when the piston is moved from right to left (Fig. 6A) for a greater part of the cycle than when the piston is moved in the opposite direction. The movement of the piston 124 in the latter direction is however faster than its movement from right to left, due to the action of springs 141.
The frequency of strokes imparted to the pick head 108 can be changed by changing the rotational speed of the socket 112. This is done by adjusting the throttle valve 152, which changes the speed of the motor 130.
The accumulator 157 is provided to decrease pressure fluctuations in the high pressure supply line. The groove 164 on the cylindrical face of the accumulator piston 162 places the high pressure side in communication with the chamber 161 which is connected to the outlet 155. A pressure rise in the passage 151 is absorbed by the movement of the piston 156. against the action of the spring 159, and by increased leakage along the groove 164 resulting from a reduction in the effective length of this groove as the accumulator piston 156 moves in the chamber 161.
The springs 145 (FIG. 6) serve as shock absorbers to absorb the energy of the mass 135 in the event of an exceeding of this mass occurring if the peak head 108 is not in contact with a solid material. The mass 135 carries rubber buffers 135B which can come into contact with the valve body 110 and the stuffing box 127, in the event of the mass 135 being exceeded in the opposite direction.
Fig. 12 shows a modification that can be made to slots 117 and 119. In this figure, these slots are in the form of isocelial triangles with the bases of the triangles parallel to the axis of the sleeve <B> 111 </B> and the vertices of the triangles directed in the direction of rotation of the sleeve 112.
Thus, as the socket 112 rotates, the tops of the ports 117 and 119 are exposed first and oil flows through these ports, during the working stroke of the punch at a speed closer to the speed. piston 124 and mass 135 only when circular openings 117 and 119 are used.