EP0019568B2 - Silencieux pour marteau pneumatique - Google Patents

Silencieux pour marteau pneumatique Download PDF

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EP0019568B2
EP0019568B2 EP80420060A EP80420060A EP0019568B2 EP 0019568 B2 EP0019568 B2 EP 0019568B2 EP 80420060 A EP80420060 A EP 80420060A EP 80420060 A EP80420060 A EP 80420060A EP 0019568 B2 EP0019568 B2 EP 0019568B2
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casing
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Roger Montabert
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Montabert SAS
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Montabert SAS
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N1/00—Silencing apparatus characterised by method of silencing
    • F01N1/16—Silencing apparatus characterised by method of silencing by using movable parts
    • F01N1/20—Silencing apparatus characterised by method of silencing by using movable parts having oscillating or vibrating movement
    • 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
    • B25D17/11—Arrangements of noise-damping means
    • B25D17/12—Arrangements of noise-damping means of exhaust silencers

Definitions

  • the present invention relates to a pneumatic hammer silencer, of the type comprising a casing surrounding the cylinder and having its apex secured to a sleeve mounted to slide axially on the upper part of the cylinder and suspended elastically on said cylinder, the exhaust of the air coming from the cylinder taking place through an annular passage formed between the outer wall of the cylinder and the inner wall of the envelope.
  • a pneumatic hammer is a device essentially composed of a cylindrical body having a bore inside which is slidably mounted a piston animated by a reciprocating movement, said piston striking a tool such as a pick or chisel to the end of its downhill run.
  • a valve system generally distributes the compressed air alternately in the upper chamber and the lower chamber of the cylinder, thus causing the movement of the piston.
  • the expanded air at a pressure much lower than I bar can then escape from the enclosure at a speed lower than the speed of sound through a duct of reduced section, and this using the entire duration of the complete cycle of the device (see, for example DE-A 2 349 296).
  • the present invention aims to eliminate all the shortcomings of current solutions, its aim being thus to avoid the formation of frost in the exhaust channel at the atmosphere without this causing other drawbacks.
  • the subject of the invention is a silencer for a pneumatic hammer of the kind mentioned in the introduction, in which the envelope delimiting with the external wall of the cylinder an annular enclosure where the air escaping from the cylinder is previously expanded, is constricted at its lower part so as to define an annular exhaust passage of small width, around the outer wall of the cylinder.
  • the invention thus allows the use of an effective expansion enclosure from the point of view of lowering the sound level, without the disadvantage of freezing.
  • the reaction forces of alternating sense and the inertia cause a relative displacement between, on the one hand, the cylinder and, on the other hand, the envelope integral with the sleeve slidably mounted on the cylinder; this relative displacement generates, at the annular exhaust passage of small width formed between the outer wall of the cylinder and the lower edge of the envelope, a continuous abrasion of the frost in formation.
  • the pneumatic hammer shown in the drawing in longitudinal section, 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 which crosses a closing piece 5, closing off the cylinder 1 at its lower part.
  • a conventional valve distribution system causes the admission of compressed air alternately into the cylindrical chamber 6, located above the piston 3, and into the annular chamber 7, located below the piston 3.
  • the latter has a stepped shape, and the lateral surface 8 of its portion of larger diameter masks or discovers, depending on the position of the piston 3, exhaust ports 8 formed radially in the cylinder 1 and opening, on the one hand, in the bore 2, on the other hand, in an annular enclosure 10 surrounding the cylinder 1.
  • the aforementioned enclosure 10 is delimited, externally, by an envelope 11 of generally annular shape, the top of which is integral with a sleeve 12 mounted to slide axially around the upper part of the cylinder 1.
  • the envelope 11, for example made of elastomer, can be fixed to the sleeve 12 by means of a clamp 13.
  • the upper part of the cylinder 1, closed by a cover 14, carries a cylinder head 15 provided with the handle or handles of the device and having a skirt partially surrounding the sleeve 12.
  • the parts located opposite belonging to the sleeve 12 and to the skirt of the cylinder head 15, define with two rings 16 and 17 an annular space, in which is housed and compressed a spring 18, the two ends of which bear on flat rings, respectively 18 and 20
  • the spring 18 thus mounted constitutes an elastic suspension of low stiffness, acting in both directions, for the assembly formed by the casing 11 and the sleeve 12.
  • the envelope 11 is tightened so as to provide, between the outer wall of the cylinder 1 and the lower edge of said envelope 11, an annular passage 21 of small width d over the entire perimeter of the device.
  • the compressed air escaping from the upper chamber 6 or from the lower chamber 7, through the ports 9, is previously relaxed in the annular enclosure 10, delimited by the external wall of the cylinder 1 and the inner wall of the envelope 11. Then this air is evacuated into the atmosphere through the annular passage 21, which constitutes an exhaust duct of determined section and of small width d conducive to maximum attenuation of the exhaust noise.
  • the cylinder 1, subjected to the alternating reactions of the forces developed by the compressed air on the piston 3, moves at the striking frequency of the hammer.
  • the sliding sleeve, on the envelope is also integral with the cylinder head provided with the handle (s) of the device, so that it is the envelope-sleeve assembly which is suspended relative to the air hammer cylinder, unlike the example described where the cylinder head is rigidly linked to the cylinder.

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Description

  • La présente invention se rapporte à un silencieux pour marteau pneumatique, du genre de ceux comprenant une enveloppe entourant le cylindre et ayant son sommet solidaire d'un manchon monté coulissant axialement sur la partie supérieure du cylindre et suspendu élastiquement audit cylindre, l'échappement de l'air en provenance du cylindre s'effectuant par un passage annulaire formée entre la paroi extérieure du cylindre et la paroi intérieure de l'enveloppe.
  • Ce genre d'appareil pneumatique à percussions est connu, par exemple, par le brevet DE-B-2 420 906.
  • Il est rappelé qu'un marteau pneumatique est un appareil essentiellement composé d'un corps cylindrique comportant un alésage à l'intérieur duquel est monté coulissant un piston animé d'un mouvement alternatif, ledit piston venant percuter un outil tel que pic ou pointerolle à la fin de sa course de descente. Un système à valve assure généralement la distribution de l'air comprimé alternativement dans la chambre supérieure et la chambre inférieure du cylindre, entraînant ainsi le mouvement du piston.
  • Des considérations de nature thermodynamique conduisent les constructeurs à prévoir un échappement de ces deux chambres dans l'at-mosphère, le rendement de l'appareil étant maximal pour une vidange aussi rapide et complète que possible à l'approche de chaque fin de course de montée ou de descente du piston. Le moyen le plus simple et le plus efficace pour parvenir à ce resultat consiste à donner au piston un rôle de distributeur, en ce sens que la surface latérale dudit piston masque ou découvre une ou plusieurs lumièeres d'éechappement pratiquées dans le cylindre en une position judicieuse. Ce moyen assure une ouverture de l'échappement à grande vitesse. Cependant la détente brusque dans l'atmosphère de quelques décimètres cubes d'air comprimé à plusieurs bars, donc s'échappant à la vitesse du son pour exploser ensuite, en quel-ques millièmes de seconde, et cela environ 1 000 fois par minute, crée une succession d'ondes sonores de très haut niveau de puissance acoustique, dangereuses pour l'oreille de l'utilisateur, et de toute personne se trouvant à proximité de l'appareil.
  • Ce problème est rencontré dans le cas du brevet DE-B-2 420 906, qui par son système de suspension atténue les vibrations transmises à l'opérateur, mais dont l'échappement par un passage de section annulaire relativement large et sans détente préalable ne saurait être silencieux. Les constructeurs de marteaux pneumatiques sont actuellement très soucieux d'abaisser le niveau sonore de l'échappement. Une solution connue extrêmement efficace consiste a effectuer la détente de l'air comprimé dans une enceinte annulaire presque close, formée autour du cylindre de l'appareil. Une telle enceinte est formée entre la paroi exté-rieure du cylindre et la paroi intérieure d'une enveloppe entourant le cylindre, et elle possède un volume suffisant pour recevoir le contenu d'air de chaque chambre de l'appareil sans que la pression finale, dans ladite enceinte, soit sensiblement supérieure à la pression atmosphérique. L'air détendu à une pression fortement inférieure à I bar, peut alors s'échapper de l'enceinte à une vitesse inférieure à la vitesse du son au travers d'un conduit de section réduite, et cela en utilisant la totalité de la durée du cycle complet de l'appareil (voir, par exemple DE-A 2 349 296).
  • Cette solution fréquemment utilisée, présente un grave inconvenient. En effet, l'efficacité du systèeme d'échappement précédemment rappelé dépend essentiellement de la forme et de la surface du conduit permettant à l'air préalablement detendu de s'échapper dans l'atmosphere. La surface du conduit considéré doit être assez faible pour assurer un écoulement quasi-permanent, et non pulsé, tandis que la forme de ce conduit doit être telle que les parois soient aussi rapprochées que possible, cette disposition produisant le minimum de bruit. Or la détente de l'air comprimé, depuis la chambre supérieure ou inférieure du cylindre jusqu'à l'atmosphère, s'accompagne toujours d'ung forte baisse de température de cet air. La température finale de l'air détendu est variable, en fonction de la température ambiante, mais elle se situe fréquemment au-dessous de 0°C. L'eau, qui est toujours présente en certaine quantité dans l'air, se transforme alors en givre qui vient obstruer les conduits d'évacuation, et ceci d'autant plus rapidement que ces conduits sont de faible surface et surtout de faible largeur.
  • Les seuls remèdes actuellement connus à cet inconvénient consistent soit à élargir les conduits, ce qui entraîne une augmentation du bruit, évidemment contraire au résultat principal recherché, soit à em-ployer des produits antigel en complément a l'air comprimé, et parfois à utiliser les deux précédents remèdes en combinaison, dans tous les cas, il s'agit de solutions contraignantes; sur le plan tant pratique qu'économique.
  • La présente invention vise a éliminer tous les défauts des solutions actuelles, son but étant ainsi d'éviter la formation de givre dans le canal d'échappement à l'atmosphere sans que cela entraîne d'autres inconvénients.
  • A cet effet, l'invention a pour objet un silencieux pour marteau pneumatique du genre mentionné en introduction, dans lequel l'enveloppe délimitant avec la paroi extérieure du cylindre une enceinte annulaire où l'air s'échappant du cylindre est préalablement détendu, est resserrée à sa partie inférieure de maniere à délimiter un passage annulaire d'échappement de faible largeur, autour de la paroi extérieure du cylindre.
  • L'invention permet ainsi l'utilisation d'une enceinte de détente efficace du point de vue de l'abaissement du niveau sonore, sans inconvénient de gel. En effet, durant le fonctionnement de l'appareil, les forces de réaction de sens alterné et l'inertie provoquent un déplacement relatif entre, d'une part, le cylindre et, d'autre part, l'enveloppe solidaire du manchon monté coulissant sur le cylindre; ce déplacement relatif engen dre, au niveau du passage annulaire d'échappement de faible largeur ménagé entre la paroi extérieure du cylindre et le bord inférieur de l'enveloppe, une abrasion continue du givre en formation.
  • De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence è l'unique figure du dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme de rèalisation d'un marteau pneumatique équipé d'un silencieux conforme à l'invention.
  • Le marteau pneumatique, représenté sur le dessin en coupe longitudinale, 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 qui traverse une piece de fermeture 5, obturant le cylindre 1 à sa partie inférieure. Un système classique de distribution à valve, non représenté, provoque l'admission de l'air comprimé alternativement dans la chambre cylindrique 6, située au-dessus du piston 3, et dans la chambre annulaire 7, située au-dessous du piston 3. Ce dernier presente une forme étagée, et la surface latérale 8 de sa partie de plus grand diamètre masque ou découvre, selon la position du piston 3, des lumières d'échappement 8 pratiquées radialement dans le cylindre 1 et débouchant, d'une part, dans l'alésage 2, d'autre part, dans une enceinte annulaire 10 entourant le cylindre 1.
  • L'enceinte 10 précitée est délimitée, extérieurement, par une enveloppe 11 de forme générale annulaire, dont le sommet est solidaire d'un manchon 12 monté coulissant axialement autour de la partie supérieure du cylindre 1. L'enveloppe 11, par exemple réalisée en élastomére, peut être fixée au manchon 12 au moyen d'un collier de serrage 13.
  • Dans l'exemple de réalisation représenté, la partie supérieure du cylindre 1, obturée par un couvercle 14, porte une culasse 15 munie de la ou des poignées de l'appareil et possédant une jupe entourant partiellement le manchon 12. Les parties situées en regard, appartenant au manchon 12 et à la jupe de la culasse 15, délimitent avec deux bagues 16 et 17 un espace annulaire, dans lequel est logé et comprimé un ressort 18, dont les deux extrémités prennent appui sur des anneaux plats, respectivement 18 et 20. Le ressort 18 ainsi monté constitue une suspension élastique de faible raideur, agissant dans les deux sens, pour l'ensemble formé par l'enveloppe 11 et le manchon 12.
  • Dans sa partie inférieure, l'enveloppe 11 se resserre de manière à ménager, entre la paroi extérieure du cylindre 1 et le bord inférieur de ladite enveloppe 11, un passage annulaire 21 de faible largeur d sur tout le périmètre de l'appareil.
  • Pendant le fonctionnement du marteau pneumatique l'air comprimé s'échappant de la chambre supérieure 6 ou de la chambre inférieure 7, par les lumières 9, est préalablement détendu dans l'enceinte annulaire 10, délimitée par la paroi extérieure du cylindre 1 et la paroi intérieure de l'enveloppe 11. Ensuite cet air est évacué dans l'atmosphére à travers le passage annulaire 21, qui constitue un conduit d'échappement de section déterminée et de faible largeur d propice à une atténuation maximale du bruit d'échappement. Durant ce fonctionnement, le cylindre 1, soumis aux réactions alternées des forces développées par l'air comprimé sur le piston 3, se déplace à la fréquence de frappe du marteau. 11 en résulte, gràce à la suspension élastique précédemment indiquée entre la culasse 16 et le manchon 12, et en raison de l'inertie de l'ensemble constitué par l'enveloppe 11 et le manchon 12, un déplacement relatif du cylindre 1 et de l'enveloppe 11, se traduisant notamment par un mouvement relatif des parois situées en vis-à-vis qui délimitent le passage 21, mouvement entrainant une abrasion régulière du givre en formation à cet endroit. Cet effet d'abrasion peut être accentué par le faible mouvement latéral que l'utilisateur donne é l'enveloppe 11 en élastomére, lors de l'emploi de l'appareil sous différents angles d'inclinaison avec appui latéral. Le passage 21 reste ainsi constamment dégagé, permettant l'utilisation d'une enceinte de détente 10 efficace sans inconvénient de gel.
  • Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme de réalisation qui a été décrite ci- dessus, à titre d'exemple; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes fondées sur le mémeprincipe.
  • C'est ainsi, notamment, que l'on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention en remplaçant la suspension mécanique à ressort de l'enveloppe délimitant extérieurement l'enceinte de détente par une suspension pneumatique réalisée en utilisant l'alimentation en air comprimé qui est de toute façon disponible sur l'appareil. On peut aussi prévoir que le manchon coulissant, soiidaire de l'enveloppe, est aussi solidaire de la culasse munie de la ou des poignées de l'appareil, de sorte que c'est l'ensemble enveloppe- manchonculasse qui est suspendu par rapport au cylindre du marteau pneumatique, contrairement à l'exemple décrit où la culasse est rigidement liée au cylindre.

Claims (6)

1. Silencieux pour marteau pneumati-que, du genre de ceux comprenant une enveloppe (11) entourant le cylindre (1) et ayant son sommet solidaire d'un manchon (12) monté coulissant axialement sur la partie supérieure du cylindre (1) et suspendu élastiquement audit cylindre, l'échappement de l'air en provenance du cylindre (1) s'effectuant par un passage annulaire (21 ) formé entre la paroi exterieure du cylindre (1) et la paroi intérieure de l'enveloppe (11), caractérisé en ce que l'enveloppe (11), délimitant avec la paroi extérieure du cylindre (1) une enceinte annulaire (10) où l,air s'échappant du cylindre (1) est préalablement détendu, est resserrée à sa partie inférieure de manière à délimiter un passage annulai-re d'échappement (21) de faible largeur (d), autour de la paroi extérieure du cylindre (1).
2. Silencieux selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enveloppe mobile precitée (11) est réalisée en élastomere.
3. Silencieux selon la revendication 1 ou 2, caracterise en ce que le manchon coulissant précité (12), solidaire de l'enveloppe (11), est suspendu élastiquement au cylindre (1) du marteau pneumatique par l'intermédiaire d'au moins un ressort (18).
4. Silencieux selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le manchon coulissant précité (12), solidaire de l'enveloppe (1 1), est suspendu èlastiquement au cylindre (1) du marteau pneumatique par l'intermédiaire d'un dispositif à air comprimé.
5. Silencieux selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le manchon coulissant précité (12), solidaire de l'enveloppe (11), est suspendu élastiquement à une culasse (15) portée par le sommet du cylindre (1) du marteau pneumatique et munie de la ou des poignees de 1 appareil.
6. Silencieux selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le manchon coulissant précité (12), solidaire de l'enveloppe (11), est aussi solidaire d'une culasse munie de la ou des poigneés de l'appareil, l'ensemble enveloppe-manchon-culasse étant suspendu élastiquement par rapport au cylindre du marteau pneumatique.
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EP0019568B1 EP0019568B1 (fr) 1982-02-17
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