EP0019563B1 - Appareil pneumatique à percussions comprenant un amortisseur de vibration - Google Patents

Appareil pneumatique à percussions comprenant un amortisseur de vibration Download PDF

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EP0019563B1 EP80420051A EP80420051A EP0019563B1 EP 0019563 B1 EP0019563 B1 EP 0019563B1 EP 80420051 A EP80420051 A EP 80420051A EP 80420051 A EP80420051 A EP 80420051A EP 0019563 B1 EP0019563 B1 EP 0019563B1
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aforesaid
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Roger Montabert
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25D—PERCUSSIVE TOOLS
    • B25D17/00—Details of, or accessories for, portable power-driven percussive tools
    • B25D17/24—Damping the reaction force
    • B25D17/245—Damping the reaction force using a fluid

Definitions

  • the present invention relates to a vibration damper for a pneumatic percussion device, that is to say a device intended to reduce the accelerations of variable direction, generating vibrations, to which the handles of pneumatic percussion devices are subjected.
  • a pneumatic percussion device such as a concrete breaker, a picker, etc., is essentially composed of a cylindrical body comprising a bore inside which a piston or striking mass is slidably mounted.
  • the piston describes a reciprocating movement during which, at the end of its advance stroke, it strikes a tool, such as pick or chisel, engaged in a guide sleeve.
  • a device of this kind also frequently includes parts ensuring the distribution of compressed air alternately in the chambers situated above and below the piston, and handles, one of which is generally equipped with a system. supply, often comprising a valve whose opening is controlled by a trigger.
  • the invention aims to eliminate these drawbacks, by a technical solution which manages to reconcile the two contradictory requirements which have just been highlighted.
  • a vibration damper for pneumatic percussion device composed of a cylindrical body having a bore inside which is slidably mounted a piston capable of striking a tool, and comprising a sliding mounted assembly around the upper part of the body of the device, this assembly carrying the handles of the device and delimiting, between its internal wall and the top of the body of the device, a damping chamber supplied from a supply system provided on the assembly carrying the handles, shock absorber in which, according to the invention, the aforementioned sliding assembly, carrying the handles, is mounted with a set of determined value around the upper part of the body of the device, the chamber damping being fed through this play, and at least one channel is provided in the body of the device, between the aforementioned chamber and a point on the periphery of the body, this channel being extended outwards by another channel drilled in the sliding assembly carrying the handles.
  • a pneumatic suspension device is produced, supplied with a clearance determined so as to limit the consumption of compressed air, which escapes through the channels of the sliding assembly and of the body, this device absorbing vibrations and dissociating the movements of the combs from those of the cylinder.
  • the aforementioned clearance is delimited by two walls in relative movement which ensure a permanent "self-cleaning", avoiding its obstruction.
  • the above-mentioned assembly consists of a sleeve mounted to slide around the upper part of the body of the device, this sleeve comprising an annular chamber supplied with compressed air and communicating by lights with the clearance formed between said assembly and the body of the apparatus, and of a cylinder head surmounting said sleeve, this cylinder head being integral with the sleeve, comprising the handles and delimiting the aforementioned chamber by its internal wall.
  • the lights of the sleeve are located opposite other lights made in the body of the device and connected to the compressed air distribution system for the reciprocating movement of the piston.
  • This arrangement combines the supply of the device for its fundamental function with the supply of the vibration damper, the latter supply being in the form of a "leak" through the clearance provided between the sliding assembly and the body of the device.
  • the pneumatic percussion device shown in FIG. 1, comprises in a known manner a cylinder 1 in the bore 2 of which a piston 3 is slidably mounted.
  • the latter strikes a peak 4 guided by a socket 5, itself advantageously sliding rise in the lower part of the bore 2 of the cylinder 1, so that it can follow the peak 4 in its movements
  • maintaining in angular position of the peak 4 relative to the cylinder 1 is produced by means of grooves 6, provided between the sleeve 5 and the cylinder 1.
  • This cylinder 1 is closed, at its lower part, by a closing part 7 allowing the pick 4 to pass and, at its upper part, by two parts 8 and 9, fixed by means of bolts 10 (only one of which is indicated on the figure 1).
  • These parts 8 and 9 contain the compressed air distribution system, with in particular air inlet channels 11 and an air distribution valve 12 indicated very schematically.
  • a sleeve 13 is slidably mounted around the upper part of the cylinder 1, the section of which has a circular contour, a clearance d being formed between the outer surface of the cylinder 1 and the bore of the sleeve 13.
  • the latter comprises an annular chamber 14, completely surrounding the cylinder 1.
  • Above the sleeve 13 is mounted, and fixed by means of screws 15, a cylinder head 16 which has two opposite lateral handles 17 and 18.
  • the annular chamber 14 has an air inlet orifice 19, capable of being closed by a valve 20, the supply of the device with compressed air being by means of a connector 21.
  • the opening of the valve 20 is manually controlled from a trigger 22, associated with the handle 17, this by means of a pusher 23 passing right through the cylinder head 16.
  • the closing of the valve 20 is caused by a spring return 24 bearing on an inner shoulder of the connector 21.
  • the closure part 8 has, at its periphery, grooves 25 which cooperate with complementary grooves 26 formed inside the cylinder head 16. These grooves 25 and 26 allow axial sliding of the cylinder head 16 with respect to the cylinder 1, and make it possible, from the handles 17 and 18 and also thanks to the grooves 6, to actuate the peak 4 angularly.
  • a chamber 27 is formed between the internal wall of the cylinder head 16, the closing pieces 8 and 9, and the part of the cylinder 1 projecting above the sleeve 13 inside the cylinder head 16, a chamber 27 is formed.
  • the volume of this chamber 27 is variable, as a function of the relative position of the cylinder 1 and of the sleeve 13-cylinder head assembly 16, and in this regard it will also be noted that the stroke of the cylinder 1 is limited, by one bet, by the support of the part 9 against the bottom of the chamber 27, and on the other hand, by the abutment of the grooves 25 of the part 8 against the upper face of the sleeve 13.
  • Lights 28 are formed between the annular chamber 14 of the sleeve 13 and the bore of the same sleeve. These lights 28 are located opposite other lights 29 formed on the periphery of the cylinder 1 and connected to the channels 11 of the part 8, previously mentioned. As shown in Figure 3, the lights 28 have an oblong shape, while the lights 29 have an inverted »T « shape. These slots 28 and 29 are advantageously arranged symmetrically, for example in diametrically opposite pairs, to balance the forces generated by the air pressure.
  • a channel 30 is drilled through the cylinder 1 and the closure parts 8 and 9, parallel to the axis of the cylinder, this channel opening on the one hand into the chamber 27, on the other hand at the periphery of the cylinder 1 , substantially opposite a last channel 31, radially pierced in the sleeve 13 and opening out to 1 outside.
  • the compressed air admitted into the annular chamber 14 through the opening of the valve 20, is directed by the lights 28 towards the cylinder 1.
  • a small part of the air infiltrates between the cylinder 1 and the sleeve 13, and feeds the chamber 27.
  • the other part of the air will, through the ports 29 and the distribution system 11 -12, actuate the piston 3, in a known manner, putting into operation the device.
  • a balance is established, during operation, between the quantity of air admitted into the chamber 27 by the clearance between the cylinder 1 and the sleeve 13, on the one hand, and the quantity of exhaust air. outward through channels 30 and 31, on the other hand.
  • the relative position of the lights 28 and 29, through which the percussion system is supplied changes; it is thus understood that a studied shape given to these lights allows a dosage of the quantity of air admitted, therefore of the power of the device, according to the support exerted on the handles, so that the movement of the entire device remains coordinated, until the support is completely removed, then until the device is removed, this latter operation then being carried out under very low power, therefore at very reduced power and, therefore, without excessive acceleration.
  • the device according to the invention prevents accelerations at the handles from reaching a value detrimental to the health of the user and, moreover, the design of the vibration damper leads to self-regulation of the supply of compressed air and of the power of the percussion device.

Description

  • La présente invention concerne un amortisseur de vibrations pour appareil pneumatique à percussions, c'est-à-dire un dispositif visant à réduire les accélérations de sens variable, génératrices de vibrations, auxquelles sont soumises les poignées des appareils pneumatiques à percussions.
  • Un appareil pneumatique à percussions tel que brise-béton, piqueur, etc ..., est essentiellement composé d'un corps cyclindrique comportant un alésage à l'intérieur duquel est monté coulissant un piston ou masse frappante. Le piston décrit un mouvement alternatif au cours duquel, à la fin de sa course d'avance, il vient percuter un outil, tel que pic ou pointerolle, engagé dans une douille de guidage. Un appareil de ce genre comporte en outre, fréquemment, des pièces assurant la distribution de l'air comprimé alternativement dans les chambres situées au-dessus et au-dessous du piston, et des poignées dont l'une est généralement équipée d'un système d'alimentation, comprenant souvent une soupape dont l'ouverture est commandée par une gâchette.
  • Dans ce genre d'appareils 'a percussions, la réaction sur le cylindre des forces développées par l'air comprimé sur le piston, d'une part, et le retour de l'onde de choc créée par l'impact du piston sur le pic, retour particulièrement important lorsque le pic est en contact avec un matériau dur et résistant, roche par exemple, d'autre part, impriment au cyclindre des mouvements vibratoires de fréquence et d'accélération variables, mais dont la valeur élevée affecte fréquemment les articulation et la circulation sanguine des utilisateurs. En effet, ces vibrations sont transmises aux mains de l'utilisateur par les poignées de l'appareil, celles-ci étant liées au cylindre.
  • Pour réduire ces mouvements vibratoires qui sont préjudiciables à la santé de l'utilisateur, il a été déjà envisagé de désolidariser les mouvements du cylindre de ceux des poignées, en prévoyant un ensemble monté coulissant autour de la partie haute du corps de l'appareil, cet ensemble portant les poignées de l'appareil et délimitant, entre sa paroi interne et le sommet du corps de l'appareil, une chambre d'amortissement alimentée depuis un système d'alimentation prévu sur l'ensemble portant les poignées (voir, par exemple, le brevet FR-A-2 136 469).
  • Des problèmes se présentent, toutefois, pour l'alimentation de ladite chambre d'amortissement. Si les canaux assurant cette alimentation sont de section importante, la consommation d'air comprimé, donc d'énergie du dispositif d'amortissement est élevée, et cette énergie est évidemment perdue pour la fonction principale de percussion. A l'inverse, si les canaux d'alimentation ont une faible section, ils risquent d'être rapidement obturés par les poussières et débris contenus dans l'air comprimé.
  • L'invention vise à éliminer ces inconvénients, par une solution technique qui parvient à concilier les deux exigences contradictoires venant d'être mises en évidence.
  • A cet effet, elle a pour objekt un amortisseur de vibrations pour appareil pneumatique à percussions, composé d'un corps cyclindrique comportant un alésage à l'intérieur duquel est monté coulissant un piston apte à venir percuter un outil, et comprenant un ensemble monté coulissant autour de la partie haute du corps de l'appareil, cet ensemble portant les poignées de l'appareil et délimitant, entre sa paroi interne et le sommet du corps de l'appareil, une chambre d'amortissement alimentée depuis un système d'alimentation prévu sur l'ensemble portant les poignées, amortisseur dans lequel, selon l'invention, l'ensemble coulissant précité, portant les poignées, est monté avec un jeu de valeur déterminée autour de la partie haute du corps de l'appareil, la chambre d'amortissement étant alimentée à travers ce jeu, et au moins un canal est prévu dans le corps de l'appareil, entre la chambre précitée et un point de la périphérie du corps, ce canal étant prolongé vers l'extérieur par un autre canal percé dans l'ensemble coulissant portant les poignées.
  • Ainsi est réalisé un dispositif de suspension pneumatique, alimenté grâce à un jeu déterminé de manière à limiter la consommation d'air comprimé, lequel s'échappe à travers les canaux de l'ensemble coulissant et du corps, ce dispositif absorbant les vibrations et désolidarisant les mouvements des peignées de ceux du cylindre. De plus, le jeu précité est délimité par deux parois en mouvement relatif qui assurent un »auto-nettoyage« permanent, évitant son obstruction.
  • Suivant une forme de réalisation préférée de cet amortisseur de vibrations, l'ensemble prédité se compose d'un manchon monté coulissant autour de la partie haute du corps de l'appareil, ce manchon comportant une chambre annulaire alimentée en air comprimé et communiquant par des lumières avec le jeu ménagé entre ledit ensemble et le corps de l'appareil, et d'une culasse surmontant ledit manchon, cette culasse étant solidaire du manchon, comportant les poignées et délimitant la chambre précitée par sa paroi interne.
  • Avantageusement, les lumières du manchon sont situées en regard d'autres lumières pratiquées dans le corps de l'appareil et reliées au système de distribution d'air comprimé pour le déplacement alternatif du piston. Cette disposition combine l'alimentation de l'appareil pour sa fonction fondamentale et l'alimentation de l'amortisseur de vibrations, cette dernière alimentation se faisant sous la forme d'une »fuite« à travers le jeu prévu entre l'ensemble coulissant et le corps de l'appareil.
  • De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin chématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation de cet amortisseur vibration:
    • Figure 1 est une vue d'ensemble, en coupe longitudinale, d'un appareil pneumatique à percussions du type brise-béton, équipé d'un amortisseur conforme à l'invention;
    • Figure 2 est une vue en coupe transversale de cet appareil, suivant 2-2 de figure 1;
    • Figure 3 en est une vue de détail, suivant la flèche F de figure 1.
  • L'appareil pneumatique à percussions, représenté sur la figure 1, comprend de façon connue un cylindre 1 dans l'alésage 2 duquel est monté coulissant un piston 3. Ce dernier vient frapper un pic 4 guidé par une douille 5, elle-même avantageusement montée coulissante dans la partie inférieure de l'alésage 2 du cylindre 1, de manière à ce qu'elle puisse suivre le pic 4 dans ses déplacements Dans l'exemple considéré d'un brise-béton, un maintien en position angulaire du pic 4 par rapport au cylindre 1 est réalisé au moyen de cannelures 6, prévues entre la douille 5 et le cylindre 1.
  • Ce cylindre 1 est obturé, à sa partie inférieure, par une pièce de fermeture 7 laissant passer le pic 4 et, à sa partie supérieure, par deux pièces 8 et 9, fixées au moyen de boulons 10 (dont un seul est indiqué sur la figure 1). Ces pièces 8 et 9 renferment le système de distribution d'air comprimé, avec notamment des canaux d'arrivée d'air 11 et une valve de distribution d'air 12 indiqués très schématiquement.
  • Autour de la partie haute du cylindre 1, dont la section a un contour circulaire, est monté coulissant un manchon 13, un jeu d étant ménagé entre la surface extérieure du cylindre 1 et l'alésage du manchon 13. Ce dernier comporte une chambre annulaire 14, entourant complètement le cylindre 1. Au-dessus du manchon 13 est montée, et fixée au moyen de vis 15, une culasse 16 qui comporte deux poignées latérales opposées 17 et 18.
  • La chambre annulaire 14 possède un orifice d'entrée d'air 19, apte à être obturé par une soupape 20, l'alimentation de l'appareil en air comprimé se faisant par l'intermédiaire d'un raccord 21. L'ouverture de la soupape 20 est commandée manuellement à partir d'une gâchette 22, associée à la poignée 17, ceci par l'intermédiaire d'un poussoir 23 traversant de part en part la culasse 16. La fermeture de la soupape 20 est provoquée par un ressort de rappel 24 prenant appui sur un épaulement intérieur du raccord 21.
  • Comme le montre plus particulièrement la figure 2, la pièce de fermeture 8 présente, à sa périphérie, des cannelures 25 qui coopèrent avec des cannelures complémentaires 26 formées à l'intérieur de la culasse 16. Ces cannelures 25 et 26 permettent un coulissement axial de la culasse 16 par rapport au cylindre 1, et rendent pcssible, à partir des poignées 17 et 18 et grâce aussi aux cannelures 6, d'actionner angulaire- ment le pic 4.
  • Entre la paroi interne de la culassé 16, les pièces de fermeture 8 et 9, et la partie du cylindre 1 dépassant au-dessus du manchon 13 à l'intérieur de la culasse 16, est ménagée une chambre 27. Le volume de cette chambre 27 est variable, en fonction de la position relative du cylindre 1 et de l'ensemble manchon 13-culasse 16, et à ce sujet on notera encore que la course du cylindre 1 est limitée, d'une pari, par l'appui de la pièce 9 contre le fond de la chambre 27, et d'autre part, par la venue en butée des cannelures 25 de la pièce 8 contre la face supérieure du manchon 13.
  • Des lumières 28 sont ménagées entre la chambre annulaire 14 du manchon 13 et l'alésage du même manchon. Ces lumières 28 sont situées en regard d'autres lumières 29 pratiquées à la périphérie du cylindre 1 et reliées aux canaux 11 de la pièce 8, précédemment mentionnés. Comme le montre la figure 3, les lumières 28 ont une forme oblongue, alors que les lumières 29 ont une forme de »T« renversé. Ces lumières 28 et 29 sont avantageusement disposées de façon symétrique, par exemple par paires diamétralement opposées, pour équilibrer les forces engendrées par la pression de l'air.
  • Enfin un canal 30 est foré à travers le cylindre 1 et les pièces de fermeture 8 et 9, parallèlement à l'axe du cylindre, ce canal débouchant d'une part dans la chambre 27, d'autre part à la périphérie du cylindre 1, sensiblement en face d'un dernier canal 31, percé radiaiement dans le manchon 13 et débouchant à 1 extérieur.
  • L'air comprimé, admis dans la chambre annulaire 14 par l'ouverture de la soupape 20, est dirigé par les lumières 28 vers le cylindre 1. Au franchissement du jeu de valeur d, une faible partie de l'air s'infiltre entre le cylindre 1 et le manchon 13, et alimente la chambre 27. L'autre partie de l'air va, à travers les lumières 29 et le système de distribution 11 -12, actionner le piston 3, de façon connue, mettant en fonctionnement l'appareil.
  • L'air admis dans la chambre 27, à travers le jeu de valeur d, soulève l'ensemble formé par le manchon 13 et la culasse 16 avec les poignées 17 et 18, jusqu'à une position dans laquelle le débouché du canal 30, à la périphérie du cylindre 1, arrive en regard du canal 31, mettant ainsi la chambre 27 en communication avec l'atmosphère. De la sorte, un équilibre s'établit, en cours de fonctionnement, entre la quantité d'air admise dans la chambre 27 par le jeu entre le cylindre 1 et le manchon 13, d'une part, et la quantité d'air évacuée vers l'extérieur par les canaux 30 et 31, d'autre part.
  • Le mouvement de l'ensemble comprenant le cylindre 1, le piston 3, la douille 5 et les pièces de fermeture 7, 8 et 9 se traduit, au niveau des poignées 17 et 18, par une faible variation de la pression de l'air dans la chambre 27. Un choix judicieux du volume de cette chambre 27, par rapport au volume déplacé par le mouvement du cylindre 1, et en regard de la masse de l'ensemble manchon 13-culasse 16 avec les poignées 17 et 18, ainsi que de la fréquence des mouvements du cylindre 1 permet de réduire les accélérations sur les poignées 17 et 18 à une valeur qui soit médicalement parfaitement tolérable pour un travail continu. Par ailleurs, en fonction de la force exercée par l'utilisateur sur les poignées, la position relative des lumières 28 et 29, à travers lesquelles le système de percussion est alimenté, se modifie; on comprend ainsi qu'une forme étudiée donnée à ces lumières permet un dosage de la quantité d'air admise, donc de la puissance de l'appareil, en fonction de l'appui exercé sur les poignées, de façon à ce que le mouvement de l'ensemble de l'appareil reste coordonné, jusqu'à la suppression totale de l'appui, puis jusqu'au retrait de l'appareil, cette dernière opération se faisant alors sous une très faible alimentation, donc à une puissance très réduite et, de ce fait, sans accélération excessive.
  • Le dispositif selon l'invention empêche que les accélérations aux poignées atteignent une valeur préjudiciable à la santé de l'utilisateur et, de plus, la conception de l'amortisseur de vibrations conduit à une auto-régulation de l'alimentation en air comprimé et de la puissance de l'appareil à percussions.
  • Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de cet amortisseur de vibrations qui a été décrite ci-dessus, à titre d'exemple non limitatif; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation et d'application comportant des moyens équivalents. C'est ainsi, notamment, que le domaine d'application de l'invention n'est nullement limité aux brise-béton ou aux piqueurs, mais peut évidemment s'étendre à tout appareil pneumatique à poignées, animé d'un mouvement alternatif.

Claims (5)

1. Amortisseur de vibrations pour appareil pneumatique à percussions, composé d'un corps cylindrique (1) comportant un alésage (2) à l'intérieur duquel est monté coulissant un piston (3) apte à venir percuter un outil (4), et comprenant un ensemble (13, 16) monté coulissant autour de la partie haute du corps (1) de l'appareil, cet ensemble (13, 16) portant les poignées (17, 18) de l'appareil et délimitant, entre sa paroi interne et le sommet du corps (1) de l'appareil, une chambre d'amortissement (27) alimentée depuis un système d'alimentation prévu sur l'ensemble portant les poignées (17, 18), caractérisé en ce que l'ensemble coulissant précité (13, 16), portant les poignées (17,18), est monté avec un jeu de valeur déterminée (d) autour de la partie haute du corps (1) de l'appareil, la chambre d'amortissement (27) étant alimentée à travers ce jeu (d), et en ce qu'au moins un canal (30) est prévu dans le corps (1) de l'appareil, entre la chambre précitée (27) et un point de la périphérie du corps (1), ce canal (30) étant prolongé vers léxtérieur par un autre canal (31) percé dans l'ensemble coulissant (13, 16) portant les poignées (17,18).
2. Amortisseur de vibrations selon la revendication 1, caractérisé en ce que l" nsemble précité se compose d'un manchon (1.:; monté coulissant autour de la partie haute du corps (1) de l'appareil, ce manchon (13) comportant une chambre annulaire (14) alimentée en air comprimé et communiquant par des lumières (28) avec le jeu (d) ménagé entre ledit ensemble et le corps de l'appareil, et d'une culasse (16) surmontant ledit manchon (13), cette culasse (16) étant solidaire du manchan (13), comportant les poignées (17, 18) de l'appareil et délimitant la chambre précitée (27) par sa paroi interne.
3. Amortisseur de vibrations selon la revendication 2, caractérisé en ce que les lumières (28) du manchon précité (13) sont situées en regard d'autres lumières (29) pratiquées dans le corps (1) de l'appareil et reliées au système (12) de distribution d'air comprimé pour le déplacement alternatif du piston (3).
4. Amortisseur de vibrations selon la revendication 3, caractérisé en ce que les premières lumières (28) ont une forme oblongue, alors que les secondes (29) ont une forme de »T« renversé.
5. Amortisseur de vibrations selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que les lumières précitées (28, 29) sont disposées de façon symétrique, par exemple par paires diamétralement opposées.
EP80420051A 1979-05-15 1980-05-05 Appareil pneumatique à percussions comprenant un amortisseur de vibration Expired EP0019563B2 (fr)

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EP0019563A1 EP0019563A1 (fr) 1980-11-26
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