FR2502661A1

FR2502661A1 - Marteau-pilon pneumatique

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Publication number: FR2502661A1
Application number: FR8205235A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-03-28
Filing date: 1982-03-26
Publication date: 1982-10-01
Also published as: ES510840A0; IT1150734B; ES8303585A1; NL8201263A; CH656164A5; BR8201746A; SE8201923L; AU548216B2; FR2502661B1; GB2097704A; US4496007A; CA1186904A; AT372999B; AU8188582A; SE448246B; GB2097704B; IT8220384A0; ATA116282A

Abstract

CE MARTEAU-PILON COMPREND UN MOUTON 20 DIVISANT UN CARTER 8 EN DES CHAMBRES INFERIEURE ET SUPERIEURE ALIMENTEES EN AIR COMPRIME. UNE CAPACITE 18 EST MENAGEE DANS LA CHAMBRE SUPERIEURE 21 PAR UNE PLAQUE 5 PARALLELE AU MOUTON, L'AMENEE D'AIR DEBOUCHANT DANS LA CAPACITE. LA PLAQUE PRESENTE UNE OUVERTURE 38, FAISANT COMMUNIQUER LA CAPACITE ET LA CHAMBRE, QUI EST FERMEE PAR LE MOUTON EN POINT MORT HAUT, CE MOUTON ETANT MAINTENU DANS CETTE POSITION PAR UN DISPOSITIF D'ARRET 3, 6. LE MARTEAU-PILON SELON L'INVENTION EST TRES LEGER ET COMPACT.

Description

Marteau-pilon pneumatique.

L'invention concerne un marteau-pilon pneumatique, en parti-

culier pour des outils insérables axialement, constitué par un mouton disposé dans un carter, qui divise l'intérieur

du carter en une chambre supérieure et une chambre inférieu-

re de compression ou d'expansion, les chambres pouvant être reliées alternativement à une source d'air comprimé par des tuyaux de raccordement d'air et un clapet de commande, et

présentant chacune une évacuation d'air ouverte alternative-

ment par le mouton.

De tels appareils couramment désignés par le terme marteau a vapeur sont connus par exemple grace aux Brevets allemands NO 379 665 et 278 374. Les ouvertures d'échappement d'air sont disposées dans la paroi du carter sous la forme de trous radiaux et elles sont ouvertes alternativement en étant franchies par le mouton. Le mouton forme une fente annulaire avec la paroi interne usinée du carter fabriqué en acier à haute résistance, ce qui entraîne une perte considérable par l'interstice de l'air comprimé fourni dans une chambre d'expansion, de sorte qu'un tel marteau-pilon pneumatique a non seulement une énorme consommation en air comprimé mais

aussi un rendement relativement faible, car un volume consi-

dérable d'air comprimé s'échappe par la fente annulaire

sans être mis à profit.

En outre, le mouton est accéléré vers le bas par la pression

existant dans la chambre supérieure d'expansion, l'air com-

primé retenant le mouton à cause de la vitesse croissante, car il doit équilibrer la chute de pression produite par le mouvement du mouton. Seule une faible partie de l'énergie de l'air comprimé fourni peut ainsi être transformée en force d'accélération. Pour obtenir une haute force d'impact, de

longues courses d'accélération du mouton sont donc nécessai-

res, et ainsi des chambres d'expansion volumineuses, ce qui

impose la mise en oeuvre de compresseurs de grande puissance.

Des moteurs d'environ 30 kilowatts sont ainsi nécessairespour

l'entraînement des compresseurs.

Les marteaux-pilons pneumatiques connus sont très longs, ce qui les rend très lourds et non maniables à cause de leur

carter en acier, de sorte que leurs possibilités d'utilisa-

tion sont limitées. En outre, un tel outil est très cher à

cause de la grande consommation en acier noble et des nom-

breuses surfaces à usiner.

Le but de l'invention est de réduire la consommation en air comprimé d'un marteau-pilon pneumatique, d'augmenter sa force d'impact en réduisant en même temps ses coats de fabrication,

et de réduire sa longueur ainsi que son poids.

Ce but est atteint, selon l'invention, par un marteau-pilon pneumatique caractérisé en ce qu'une capacité de retenue est

séparée dans la chambre d'expansion supérieure par une pla-

que intermédiaire sensiblement parallèle à la face frontale du mouton, capacité dans laquelle débouche la tubulure de raccord d'air de la chambre d'expansion supérieure, en ce qu'au moins une ouverture axiale est prévue dans la plaque intermédiaire, menant de la capacité de retenue à la chambre

d'expansion, et qui est fermée de manière étanche par le mou-

ton dans sa position de point mort supérieure, le mouton étant maintenu axialement de manière supplémentaire dans son

point mort supérieur par un dispositif d'arrêt.

Le mouton est maintenu dans sa position de point mort supé-

rieure grace au dispositif d'arrêt prévu, fermant ainsi de manière étanche l'ouverture d'amenée d'air. L'air comprimé

fourni à la capacité de retenue supérieure ne peut donc exer-

cer une force sur le mouton que par la surface transversale de l'ouverture d'amenée d'air. Ce n'est que quand cette force

dépasse la force de retenue du dispositif d'arrêt que le mou-

ton se déplace vers le bas. Il se forme dans la capacité de

retenue une pression d'air dépassant la pression du compres-

seur, grace à cette structure, de sorte que quand la pression de libération est atteinte, à laquelle la force du dispositif d'arrêt est vaincue, l'air comprimé de la capacité de retenue peut pénétrer brusquement dans la chambre d'expansion, agir sur la totalité de la surface frontale du mouton et accélérer

celui-ci vers le bas de manière explosive. L'accéléra-

tion du mouton est considérablement plus grande que dans

l'état de la technique, de sorte qu'une énergie d'impact éga-

le ou plus grande peut être communiquée au mouton sur des courses d'accélération considérablement plus courtes. De cela il résulte que la longueur peut être énormément réduite grâce aux courses d'accélération plus faibles, ce qui diminue de

manière remarquable le poids du marteau-pilon pneumatique.

Etant donné que les chambres d'expansion et de compression commandant le mouton peuvent également être plus petites, à

cause des courses d'accélération plus faibles, la consomma-

tion en air comprimé du marteau-pilon est remarquablement réduite, de sorte que des compresseurs ayant une puissance d'entraînement de seulement 3 kilowatts sont suffisants. Les

coûts d'exploitation du marteau-pilon pneumatique selon l'in-

vention sont très faibles.

Le dispositif d'arrêt est avantageusement constitué par un appendice axial du mouton pénétrant dans l'ouverture d'amenée d'air de la plaque intermédiaire, l'appendice coopérant avec un joint disposé dans la plaque intermédiaire qui s'appuie sur l'appendice du mouton pour un contact sûrement étanche à l'air sous une pression radiale, et qui exerce ainsi en même

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temps une force radiale de serrage qui maintient le mouton

dans sa position de point mort supérieure. A fins de simplici-

té, l'appendice axial est réalisé sous forme d'appendice an-

nulaire et l'ouverture d'amenée d'air sous la forme d'une fente annulaire. La pression montant dans la capacité de re- tenue agit ainsi seulement sur la face frontale du mouton se trouvant dans l'ouverture d'amenée d'air de la plaque. Ce

n'est que quand la pression régnant dans la capacité de rete-

nue peut surmonter la force de-serrage du joint dans l'ouver-

ture d'amenée d'air, que le mouton est déplacé vers le bas, la pression apparaissant après la libération de l'ouverture

d'amenée d'air se répandant comme une explosion dans la cham-

bre supérieure d'expansion et envoyant le mouton vers le bas avec une accélération énorme, une énorme force d'impact étant

obtenue pour une course de déplacement très faible.

Dans un développement avantageux de l'invention, l'ouverture d'amenée d'air est prévue en tant que fente annulaire entre le bord externe de la plaque intermédiaire et le carter, une 2o bague d'étanchéité ne devant être disposée que dans le bord

externe de la plaque intermédiaire, car l'étanchéité de l'ap-

pendice annulaire par rapport au carter peut être obtenue au moyen d'un joint disposé dans une rainure périphérique sur

la surface externe du mouton.

Grace à des modifications constructives, la surface frontale du mouton active dans l'ouverture d'amenée d'air peut être choisie quelconque, la pression de départ du marteau-pilon ainsi que la force de serrage dans la fente annulaire pouvant

aussi être modifiéesde manière quelconque. Il est aussi possi-

ble de prévoir des aimants en tant que dispositifs d'arrêt, qui sont logés dans la face frontale du mouton tournée vers

la plaque intermédiaire magnétique.

Dans une autre forme de réalisation de l'invention, le carter

du marteau-pilon pneumatique est en matière plastique injec-

tée, avantageusement en polycarbonate. On obtient ainsi une diminution considérable du poids ainsi qu'une fabrication bien plus avantageuse êconomiquene: -t Les carters lourds et

onéreux à usiner en acier noble disparaissent complètement.

La surface interne du carter fabriqué en matière plastique n'a pas besoin d'être usinée grâce au mode de fabrication. Etant donné que les polycarbonates sont transparents aux températures normales, il est à tout instant possible de contrôler optitquement les parties mobiles du marteaupilon pneumatique. En particulier, les joints toxiques rendant étanche la fente annulaire peuvent facilement dtre contrôlés du point de vue de leur usure sans avoir à démonter le

marteau-pilon pneumatique.

Dans un développement supplémentaire de l'invention, un cla-

pet de décharge est disposé dans la face frontale du mouton faisant face à la plaque intermédiaire, clapet par lequel, en liaison avec un trou de décharge dans le mouton, la chambre supérieure d'expansion dans la zone du point mort supérieure

du mouton, peut être reliée à l'air ambiant.

Le clapet de commande du marteau-pilon, réalisé sous forme

de clapet flottant, est avantageusement à l'extérieur du car-

ter du marteau-pilon et il est ainsi facilement interchangea-

ble à tout moment. Dans une forme de réalisation avantageuse,

le clapet de commande est constitué par deux moitiés identi-

ques, avantageusement en matière plastique injectée, et qui présentent des canaux annulaires dans leurs faces en vis-à-vis, canaux dans lesquels débouchent les nécessaires tubulures de

raccord d'air. Grace à la constitution à partir de deux moi-

tiés semblables, la fabrication d'un tel clapet de commande

est particulièrement économique.

D'autres caractéristiques de l'invention ressortent de la

description et des dessins.

Des exemples de réalisation de l'invention sont représentés aux dessins et seront décrits plus en détail dans ce qui suit. Dans les dessins: la figure 1 est une coupe d'un marteau-pilon pneumatique dont le mouton est maintenu au point mort supérieur;

la figure 2 est une coupe analogue à la figure 1 avec le mou-

ton en position de point mort bas; la figure 3 est une représentation à plus grande échelle d'une coupe de clapet de décharge; la figure 4 est une coupe axiale d'un clapet de commande; la figure 5 est une vue d'une garniture de clapet guidant le plateau de clapet;

la figure 6 est une coupe axiale d'une autre forme de réali-

sation d'un marteau-pilon pneumatique.

Le carter 8 du marteau-pilon pneumatique est en une matière plastique injectable, avantageusement en un polycarbonate

comme le Makrolon (marque déposée). Il comprend essentielle-

ment une moitié LA de cylindre supérieure en forme de réci-

pient à fond 2 prévu avantageusement monobloc, et une moitié

de cylindre inférieure lB placée coaxialement à la première.

Les moitiés de cylindre lA et 1B ont le même diamètre et sen-

siblement la même épaisseur de parois, et ils se rejoignent axialement à leurs extrémités 33, 34 voisines, de sorte qu'est

assurée une disposition uniaxiale des deux moitiés de cylin-

dre lorsqu'elles sont accouplées. A cet égard, les extrémités 33, 34 sont réalisées axialement en forme de coins, de sorte

qu'il n'en résulte, après l'accouplement, aucun ressaut gê-

nant le fonctionnement, ni sur la surface interne 17, ni sur

la surface externe du carter 8.

L'extrémité 28 de la moitié de cylindre 1B inférieure, extré-

mité distante de la moitié de cylindre lA supérieure, présen-

te une partie 29 cylindrique située à l'intérieur et disposée coaxialement. Cette partie est reliée à la moitié de cylindre 1B inférieure par un fond annulaire 31 qui forme en même

temps la face frontale inférieure 12 du carter 8. Une cham-

bre annulaire 22,ouverte axialement sur l'intérieur du carter,

est limitée par la partie cylindrique 29, la moitié de cylin-

dre 1B et le fond annulaire 31.

Une tubulure de raccord d'air 19, 30 est respectivement con-

formée par injection sur le carter dans les zones supérieure

et inférieure, ces tubulures menant respectivement aux tubu-

lures 86, 87 de raccord au carter d'un clapet de commande 83 (figure 4) prévu à l'extérieur, qui fournit alternativement

de l'air comprimé au marteau-pilon pneumatique par les tubu-

lures 19 et 20 de raccord d'air supérieure et inférieure.

La tubulure supérieure 19 débouche dans une capacité de rete-

nue 18 qui est séparée du volume interne restant du carter 8 par une plaque intermédiaire 5. La plaque intermédiaire 5 est traversée centralement par une douille de maintien 9 qui soutient par en dessous la plaque intermédiaire 5 grace

à un talon 11 faisant saillie radialement vers l'extérieur.

Le talon 11 est avantageusement logé dans la face frontale 23 de la plaque intermédiaire 5 de sorte que la face frontale

13 tournée vers le mouton 20 est plane.

La douille de maintien 9 est entourée en affleurement par un

appendice 10 en douille de la plaque intermédiaire 5, l'appen-

dice en douille s'appuyant par sa face frontale libre 13 con-

tre le fond 2 du carter 8. L'extrémité supérieure 15 de la douille de maintien 9 passe au travers du fond 2, un écrou 16 étant vissé sur l'extrémité en saillie et s'appuyant sur le

fond 2. Lorsque l'on visse àforce l'écrou, la plaque inter-

médiaire 5 est serrée axialement par son appendice 10 en douille entre le talon 11 de la douille de maintien 9 et le - fond 2, ceci assurant que.la face frontale 13 de l'extrémité libre de l'appendice 10 en douille, qui détermine la distance de la plaque intermédiaire 5 au fond 2, s'appuie de manière étanche contre le fond 2. Si nécessaire, un joint peut aussi être disposé entre la face frontale 13 et le fond 2, joint qui s'appuie de manière étanche contre les deux pièces sous l'action de la force de serrage. Un tube de guidage 4 est fixé radialement sans jeu dans la douille de maintien 9, avantageusement collé ou brasé. Le tube de guidage 4 prend fin sensiblement au niveau de la

face frontale 12 du carter 8.

Un mouton 20 disposé en dessous de la plaque intermédiaire 5 divise l'espace interne restant en une chambre 21 d'expansion

supérieure et en une chambre 22 de compression inférieure.

Une bague d'étanchéité 35, avantageusement une bague torique, est disposée dans une rainure périphérique 65 de la surface périphérique du mouton 20, bague dont le bord d'étanchéité s'appuie contre la surface interne 17 du carter 8. Une bague d'étanchéité 24, placée dans une rainure périphérique 66

assure l'étanchéité de la chambre d'expansion supérieure con-

tre le tube de guidage 4. Le mouton comprend une partie 37 à diamètre rétréci et qui se termine à l'extrémité libre 47 légèrement en forme de cène, et dans la zone extrême duquel, dans une rainure périphérique 42, est disposé un joint à gorge 43. L'arête d'étanchéité 44 du joint à gorge 43 fait légèrement saillie par rapport à la surface périphérique 46 de la partie 37 pour s'appuyer contre la surface interne 45

de la partie cylindrique 29, cette arête d'étanchéité se trou-

vant, dans la position de point mort supérieure du mouton représenté à la figure 1, au-dessus du bord interne de la

partie cylindrique 29 et libérant ainsi un chemin 77 d'échap-

pement de l'air. A cause de la forme en cône de lextrémité libre 47, le canal d'échappement d'air 77 s'élargit dans le sens d'écoulement 60 de l'air s'échappant. Le bord supérieur

de la surface interne 45 est avantageusement doté d'entail-

les, de sorte que la lèvre d'étanchéité 44 élastique s'ouvre de manière exacte et indépendamment de la pression et peut

laisser passer l'air d'échappement de façon sûre.

La chambre d'expansion 21 est reliée, comme cela est au mieux visible à la figure 2, à la capacité de retenue 18 par une ouverture 38 d'amen ée d'air. L'ouverture 38 d'amenée d'air est prévue en tant que fente annulaire 40 entre le carter 8 et la plaque intermédiaire 5. Dans le bord externe 7 de la plaque intermédiaire 5 est avantageusement placée une bague d'étanchéité 6 réalisée en tant que joint à lèvre, dans une 1o rainure périphérique 68, bague d'étanchéité dont une arête

d'étanchéité 39 fait saillie radialement dans la fente annu-

laire 40.

Le bouton 20 présente, dans la zone marginale de sa face fron-

tale 80 tournée vers la plaque intermédiaire 5, un appendice annulaire 3 adapté à la fente annulaire 40, qui est introduit dans la fente annulaire 40 du mouton 20 lorsqu'il est dans sa position de point mort supérieure (figure 1). Dans la position de point mort supérieure, la fente entre l'appendice annulaire 3 et la plaque intermédiaire 5 est fermée de manière étanche

à l'air par la bague annulaire 6, s'appuyant contre l'appen-

dice annulaire 3, alors que la fente entre la surface interne

17 du carter 8 et l'appendice annulaire 3 est fermée de ma-

nière étanche à l'air par le joint 35 du mouton 20. La bague d'étanchéité 6 sert alors en même temps de bague d'arrêt, car après l'introduction de l'appendice annulaire 3, l'arête d'étanchéité 39 s'appuie avec une pression radiale contre l'appendice annulaire 3 et exerce ainsi également une force

de serrage qui retient le mouton 20 dans son point mort supé-

rieur, comme à la figure 1. Pour produire une force d'arrêt

plus grande, il est avantageux de munir la surface d'étan-

chéité interne de l'appendice annulaire 3 par exemple d'une

légère concavité.

Grâce à l'air sous pression circulant dans la direction de la flèche 59 à partir du clapet de commande 83, la pression

monte dans la capacité de retenue 18, cette pression ne pou-

vant agir que sur la relativement petite surface frontale 69 de l'appendice annulaire 3 du mouton 20. Lorsque la bague annulaire 6 est réalisée sous forme de joint à lèvre, la

pression croissante exerce en même temps une pression d'ap-

plication plus grande de l'arête d'étanchéité 39 contre l'ap- pendice annulaire 3, de sorte que la force de serrage en est augmentée. Ce n'est que quand la pression sur la surface 69 dans la capacité de retenue 18 peut surmonter la force de maintien exercée par la bague annulaire 6, que le mouton 20

est déplacé vers le bas. A l'instant o l'appendice 3 se trou-

ve en dessous de l'arête d'étanchéité 39 de la bague d'étan-

chéité 6, la haute pression existant dans la capacité de re-

tenue 18 agit à la manière d'une explosion sur la totalité de la surface frontale du mouton 20 et propulse celui-ci vers le bas avec une grande puissance et une accélération extrêmement élevée. La vitesse du mouton 20 est si élevée grâce à la force vive élémentaire de l'énergie de compression libérée, que jusqu'à

l'atteinte du point mort inférieur, quasiment pas d'air com-

primé supplémentaire ne circule dans la capacité de retenue 18. Dans son point mort inférieur (figure 2), le mouton 20 a libéré des fentes 27 d'échappement d'air ménagées dans la surface périphérique du tube de guidage 4, avantageusement

dans le sens périphérique, la décharge de la chambre d'expan-

sion 21 se faisant presque aussi brusquement que la propul-

sion vers le bas du mouton 20. Les fentes d'échappement d'air

27 sont très étroites axialement, avantageusement d'une lar-

geur d'environ 2 millimètres, mais elles sont cependant rela-

tivement longues dans le sens périphérique. Grâce à cette conformation, une ouverture rapide des fentes d'échappement d'air est possible, une décharge brusque étant assurée. L'air circulant dans le sens de la flèche 61 à l'intérieur du tube de guidage 4 est guidé vers le haut dans un canal à air 26 annulaire, qui est formé entre la tige 41 insérée d'un outil

ou un tube de sonde 81 et le tube de guidage 4, et il s'échap-

pè par des canaux à air 25 prévus par exemple dans l'écrou 1l 16. Pour assurer la présence du canal à air 26 lorsque la tige 41 est introduite, l'écrou 16 en forme de chapeau vissé sur la douille de maintien 9 est doté d'un trou central de diamètre correspondant à celui de la tige 41, de sorte que l'écrou 16 sert en même temps de support d'espacement pour

l'arbre 41 de l'outil monté ou du tube de sonde 81.

Lorsque le mouton est propulsé vers le bas, le joint à gorge

43 pénètre dans la partie cylindrique 29, son arête d'étan-

chéité 44 venant en appui étanche contre la surface interne de la partie cylindrique 29. Le canal d'échappement 67

annulaire, qui sert à la décharge de la chambre de compres-

sion inférieure 22, est ainsi fermé, de sorte que l'air res-

tant dans la chambre de compression inférieure 22 est comprimé parmla descente du marteau-pilon. Cette montée en pression se propage dans la direction de la flèche 56 jusqu'au clapet de commande 83 (figure 4), qui se commute sur la base de cette impulsion de pression et qui fournit de l'air comprimé dans le sens de la flèche 57 à la chambre de compression 22. Cette

pression ne peut agir dans la chambre de compression inférieu-

re 22 que sur la surface annulaire 70 qui est formée par le décrochement jusqu'à la partie 37 du mouton 20. Le mouton est ramené par l'air comprimé rentrant dans sa position de point mort supérieure, de faibles quantités d'air comprimé étant pour cela nécessaires. Peu avant l'atteinte du point mort

supérieur, l'arête d'étanchéité 44 du joint à gorge 43 infé-

rieur sort de la partie cylindrique 29 et libère le canal

d'échappement 77 pour la décharge de la chambre de compres-

sion 22. Lors de la montée du mouton 20, les ouvertures d'échappement 27 du tube de guidage 4 sont franchies, après quoi l'air restant dans la chambre de compression 21 et dans la capacité de retenue 18 est comprimé. Cette montée en pression est fournie dans le sens de la flèche 58 au clapet

de commande 83 (figure 4), l'appendice annulaire 3 ayant fer-

mé à nouveau de manière étanche la fente annulaire 40 lors de l'atteinte de la pression de commutation du clapet. De l'air comprimé est alors à nouveau fourni à la capacité de

retenue 18 dans le sens de la flèche 59, pour à nouveau pro-

pulser vers le bas le mouton 20 après avoir surmonté la force

de serrage exercée par le joint 6.

Pour obtenir une décharge complète de la chambre de compres- sion supérieure 21 lorsque l'appendice annulaire 3 pénètre dans la fente annulaire 40, un clapet de décharge 48 est prévu dans la face frontale 80 du mouton qui fait face à la plaque intermédiaire 5, ce clapet 48 étant ouvert par un poussoir 50 qui bute contre la face frontale 23 de la plaque intermédiaire 5 quand la fente annulaire 3 est pénétrée. En

passant par un trou de décharge 49 dans le mouton et débou-

chant axialement dans la partie cylindrique 29, l'air restant peut s'échapper de la chambre d'expansion supérieure 21, une pénétration complète, presque sans pression antagonisterde l'appendice annulaire 3 dans la fente annulaire 40 étant rendue possible, de sorte que le mouton prend une position de

point mort supérieure aussi haute que possible.

Pour empocher une usure prématurée de la bague d'étanchéité du mouton 20, la rainure périphérique 65 du joint 35 est disposée suffisamment haut pour se trouver au-dessus de la ligne de séparation 36 qui résulte de la coopération des deux moitiés de cylindre lA et 1B, lorsque le mouton se trouve

dans la position de point mort inférieure. La rainure péri-

phérique 66 recevant le jointt 24 dans la périphérie interne du mouton est disposée de telle manière qu'elle se trouve en dessous des fentes 27 d'échappement d'air quand le mouton est en position de point mort supérieure. En exploitation, on évite ainsi que les bagues d'étanchéité franchissent les

fentes d'échappement dlair 27 et la ligne de séparation 36.

Par une modification constructive de la surface sollicitée par la pression dans la capacité de retenue 18, on peut fixer

de manière quelconque la pression de démarrage du marteau-

pilon pneumatique. Par exemple, une réalisation est aussi possible avec une fente annulaire située radialement plus à l'intérieur en tant qu'ouverture d'amenée d'air, un joint devant alors être prévu de part et d'autre de l'appendice annulaire pénétrant. La forme de réalisation représentée aux figures 1 et 2 a l'avantage que la bague d'étanchéité 35 du mouton 20 peut assurer la fonction d'un autre joint devant

alors être rajouté.

Il est également possible de prévoir un changement de la sur-

face active dans la chambre de compression 22, par modifica-

tion constructive de la partie cylindrique 29 ainsi que de la partie 37 du mouton 20 qui y plonge. Dans le principe, la

- surface annulaire 70 doit cependant être dimensionnée exacte-

ment de telle manière que soit assuré un levage sCr du mouton dans sa position de point mort supérieure, (voir figure 1) la pression à former dans la chambre de compression 22 pour la commutation du clapet de commande devant réduire le moins

possible l'impact du marteau-pilon pneumatique.

Le clapet de décharge 48 représenté à grande échelle à la figure 3 est logé dans une cavité 54 (figure 2) dotant la

face frontale 80 du mouton 20 tournée vers la plaque intermé-

diaire 5. Il comprend pour l'essentiel trois bagues intermé-

diaires 51, 52, 53 qui sont superposées dans le réceptacle 54 et qui sont maintenues par un élément de fermeture 55 vissé dans le réceptacle. Plusieurs trous 72 axiaux et traversants sont prévus dans l'élément de fermeture 55 et débouchent dans

un canal annulaire 71 de la bague intermédiaire supérieure 61.

Le canal annulaire 71 mène, par une entrée d'air 73, dans une

chambre 76 de clapet de la bague intermédiaire 52 médiane.

Dans cette chambre de clapet 76, est prévu un siège 64 et un plateau 63 sollicité en direction de fermeture par un ressort, plateau qui peut être actionné par un poussoir 50 faisant saillie axialement du réceptacle 54. Si le poussoir est enfoncé, le clapet 63, 64 est ouvert et la chambre 76 communique par un canal d'échappement 74 avec le trou de

décharge 49.

Le poussoir 50 de clapet fait suffisamment saillie du récep-

tacle 54 pour venir au contact de la face frontale 23 de la

plaque intermédiaire 5 au moment de la pénétration compres-

sante de l'appendice annulaire 3 dans la fente annulaire 40, le poussoir 50 de clapet étant enfoncé à l'encontre de la

force du ressort 62 lors de la levée complémentaire du mou-

ton 20. Le plateau 63 du clapet se soulève du siège 64, l'air restant encore dans la chambre d'expansion supérieure 21 pouvant s'échapper dans le sens de la flèche 102 par le

clapet de décharge 48 et le trou de décharge 49. Par la dé-

charge de la chambre d'expansion supérieure 21, sans une quel-

conque diminution de pression dans le conduit de commande

vers l'organe de commande, on obtient une puissante introduc-

tion supplémentaire de l'appendice annulaire 3 dans la fente annulaire 40, le mouton 20 étant ainsi amené dans sa position de point mort supérieure la plus haute. Les forces d'adhésion existant entre la plaque intermédiaire 5 et la face frontale

du mouton peuvent ainsi être encore utilisées.

Grace à la division du clapet de décharge en trois bagues intermédiaires,on obtient une fabrication simple du clapet de décharge 48; ces bagues intermédiaires, ainsi que l'élément

de fermeture,sont-en particulier réalisables en plastique in-

jecté, étant donné qu'il n'y a pas de contre-dépouille. La plaque intermédiaire 5 peut également être réalisée en matière

thermo-plastique injectée, avantageusement en un polycarbona-

te tel que le Makrolon (marque déposée).

Le clapet de commande 83 à raccorder aux tubulures d'amenée d'air 19, 30 du marteau-pilon-pneumatique est représenté à la figure 4. Elle comprend pour l'essentiel deux moitiés

84 de même constitution réalisées en matière plastique injec-

tée et dans les faces frontales en vis-à-vis desquelles sont prévus des canaux annulaires 85. Chaque canal annulaire 85

entoure coaxialement des tubulures 86, 87 de raccord de car-

ter et présente en outre une tubulure 88 radiale pour le rac-

cord d'air comprimé qui débouche dans le canal annulaire 85.

Dans chaque moitié 84 sont prévus des trous 94 traversants axialement qui se trouvent à l'extérieur du canal annulaire 85. Les deux moitiés 84 sont placées l'une contre l'autre en recouvrement de sorte que les canaux annulaires 85 forment une chambre annulaire 89 à tubulures 86, 87 de raccord au carter et à tubulure., 88 de-xraccord à l'air comprimé, les

* trous 94 formant un canal traversant. Dans la chambre annu-

laire 89 est disposé un insert annulaire 90 de clapet immo-

bilisé dans le fond du canal annulaire 85 associé et qui en-

toure l'embouchure des tubulures 86, 87 de raccord au carter.

A l'intérieur de l'insert de clapet, est logé un plateau 93 qui coopère avec les embouchures formant sièges 91, 92 des

tubulures 86, 87 de raccord au carter. Chaque insert 90 pré-

sente des ajours 95 (figure 5) dans sa zone reposant sur le

fond du canal annulaire 85, de sorte que l-air comprimé pro-

venant des tubulures 88 de raccord d'air comprimé circule par les ajours 95 dans la chambre intem e de l'insert 90 et, à partir de là, il s'échappe (voir les flèches) du clapet de commande en passant par les tubulures 86, 87 de raccord au carter respectivement libérées par le plateau 93. Des vis sont par exemple introduites dans les canaux 94 traversants aux moyens desquelles les deux moitiés 84 de clapet sont

appliquées l'une contre l'autre de manière étanche. La tubu-

lure 86 de raccord au carter du clapet 83 est par exemple

reliée à la tubulure 19 de raccord d'air comprimé du marteau-

pilon pneumatique (figure 1), alors que la tubulure 87 de raccord au carter du clapet de commande 83 est reliée à la

tubulure 30 de raccord d'air comprimé du carter 8. La tubu-

lure 88 de raccord d'air comprimé de la moitié supérieure 84 est reliée à une source d'air comprimé non représentée, la

tubulure 88 de raccord d'air comprimé inférieure est section-

-née et/ou l'ouverture est obturée ou collée. Grace à la con-

figuration identique des moitiés 84, on obtient une fabrica-

tion simple et peu coûteuse du clapet de commande, car des pièces identiques peuvent être injectées et un seul moule

est nécessaire.

Sous l'action d'une impulsion de pression, telle que celle qui est produite alternativement dans la capacité de retenue 18 et la chambre annulaire 32 par le mouton 20 circulant en

va-et-vient, l'embouchure respectivement fermée d'une tubu-

lure 86 de raccord au carter est ouverte, pour fournir l'air comprimé à a chambre associée à la tubulure 86 de raccord

au carter.

Le marteau-pilon pneumatique selon la figure 6 comprend un cylindre 1 en matière plastique injectée d'une seule pièce et en forme de récipient, dans le fond 2 duquel est injecté le tube de guidage 4 central et un tube 96 de commande

d'échappement d'air d'axe parallèle qui présente des ouver-

tures 97 et 98 correspondant aux fentes 27 d'échappement d'air.

Le tube 96 de commande d'échappement d'air traverse la plaque intermédiaire 5 et le mouton 20. Les ouvertures d'échappement

d'air sont disposées de telle manière que le mouton 20 ouvre-

l'ouverture d'échappement d'air 97 lorsqu'il est dans sa posi-

tion de point mort inférieure (position représentée), les ou-

vertures d'échappement d'air 98 étant fermées, et qu'il ouvre les ouvertures d'échappement d'air 98 lorsqu'il est dans sa

position de point mort supérieure, les ouvertures d'échappe-

ment d'air 97 étant fermées. L'air s'échappant de la chambre

d'expansion supérieure 21 ainsi que de la chambre de compres-

sion inférieure 22 est évacué par le tube 96 de commande d'échappement d'air. La plaque intermédiaire 5 en matériau magnétique est maintenue, au moyen d'une douille d'arrêt 9 vissée sur le tube de guidage 4, et d'un ressort 99 disposé entre le fond 2 et la plaque intermédiaire 5. L'ouverture 38 d'amenée d'air est formée par au moins un trou axial dans la

plaque intermédiaire 5, une garniture boisseau 78 étant dis-

posée dans le trou avec une arête d'étanchéité 79 tournée

vers la face frontale 80 du mouton 20.

Dans la face frontale 80 du mouton 20 est logé au moins un

aimant 82 par lequel le mouton 20 est maintenu dans sa posi-

17 -

tion de point mort supérieure à la plaque intermédiaire 5.

Dans cette position, l'arête d'étanchéité 79 s'appuie de manière étanche à l'air contre la face frontale 80 du mouton,

de sorte que la pression se formant dans la capacité de rete-

nue 18 ne peut à nouveau agir que sur la surface du mouton qui ferme l'ouverture d'amenée d'air 38, l'action selon

l'invention étant obtenue.

Dans l'exemple de réalisation représenté, le carter 8 est fermé par une pièce 100 formant enclume montée de manière étanche à l'air, par l'intermédiaire de laquelle le mouton

cède son énergie d'impact, par exemple à la plaque d'im-

pact 101 d'un outil. La plaque intermédiaire 5, le moutonX20 et l'enclume 100 sont montés de manière étanche à l'air dans

le carter 8 au moyen de bagues d'étanchéité. Seule l'étan-

chéité du tube 96 de commande d'échappement d'air dans le

mouton 20 est assurée par un ajustage aussi précis que possi-

ble. Le mode de fonctionnement du marteau-pilon pneumatique selon la figure 6 correspond,pour l'essentiel, à celui de la

forme de réalisation précédemment décrite (figures 1 et 2).

Pour obtenir une grande force de maintien, la face frontale de la plaque intermédiaire 5 tournée vers le mouton 20, ainsi

que la face frontale 80 en vis-à-vis du mouton 20, sont usi-

nées exactement planes et elles sont avantageusement recti-

fiées. Les garnitures boisseaux font légèrement saillie par rapport à la face frontale 23 de la plaque intermédiaire 5, avantageusement d'environ un centième de millimètre. Grace à l'usinage plan, on peut mettre à profit aussi des forces

d'adhérence comme forces de maintien.

Pour assurer un refroidissement suffisant lors de l'utilisa-

tion prolongée du marteau-pilon pneumatique, des nervures de

refroidissement peuvent, par exemple, être prévues sur l'en-

veloppe du carter 8, ou encore un dispositif de refroidisse-

ment. L'ouverture d'amenée d'air 38 a une section de passage qui correspond au moins sensiblement au double de la section de passage de la tubulure 19 d'amenée d'air. L'air comprimé est fourni par le compresseur sous une pression d'environ 8 à 10 bars, la puissance d'entraînement étant seulement

d'environ 3 kilowatts.

Grâce à la constitution desmarteaux-pilons pneumatiques se-

lon l'invention, on obtient en outre que la vitesse de retour du mouton 20 est sensiblement plus faible que la vitesse d'impact, de sorte que le recul du marteau-pilon est très

faible, même pour de hautes puissances d'impact.

Claims

Revendications.

1. Marteau-pilon pneumatique, en particulier pour des outils introduits axialement, comprenant un mouton disposé dans un carter et qui divise l'intérieur du carter en une chambre supérieure et en une chambre inférieure de compression ou

d'expansion, les chambres pouvant être reliées alternative-

ment à une sourcé d'air comprimé par des tubulures de raccord d'air et un clapet de commande, et présentant chacune une ouverture d'échappement d'air ouverte alternativement par le mouton, caractérisé en ce qu'une capacité de retenue (18) est séparée dans la chambre d'expansion supérieure (21) par une plaque intermédiaire (5) sensiblement parallèle à la face frontale (80) du mouton (20), capacité dans laquelle débouche la tubulure de raccord d'air (19) de la chambre d'expansion supérieure (21), et en ce que dans la plaque intermédiaire (5) est ménagée au moins une ouverture axiale (38) allant de la capacité de retenue (18) à la chambre d'expansion (21) et qui est fermée de manière étanche par le mouton (20) lorsqu'il est dans sa position de point mort supérieure (figure 1), le mouton (20) étant supplémentairement maintenu axialement dans

le point mort supérieur par un dispositif d'arrêt (par exem-

ple 6 et 3).

2. Marteau-pilon pneumatique selon la revendication 1, carac-

térisé en ce qu'un appendice(3)axial du mouton (20) se trouve, au point mort supérieur (figure 1), dans l'ouverture d'amenée d'air (38) de la plaque intermédiaire (5), et en ce qu'une bague d'étanchéité (6) placée dans la plaque intermédiaire (5) s'appuie de manière étanche à l'air avec une pression radiale contre l'appendice (3) et forme ainsi en méme temps

le dispositif d'arrêt du mouton (20) (figure 1).

3. Marteau-pilon pneumatique selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que l'ouverture d'amenée d'air (38) est formée par une fente annulaire (40) entre le bord périphérique (7) de la plaque intermédiaire (5) et le

carter (8), en ce que dans le bord périphérique (7) est pré-

vue une bague d'étanchéité (6) présentant une arête d'étan-

chéité (39) faisant saillie radialement dans la fente annu-

laire (40) d'amenée d'air,et en ce que l'appendice axial associé du mouton (20) est réalisé sous forme d'appendice annulaire (3) et qu'il se trouve dans la fente annulaire

d'amenée d'air (40) au point mort supérieur (figure 1).

4. Marteau-pilon pneumatique selon la revendication 1, carac-

térisé en ce que la plaque intermédiaire (5) est magnétique et en ce que des aimants (82), qui forment le dispositif d'arrêt, sont disposés dans la face frontale (80) du mouton

(20) qui lui fait face.

5. Marteau-pilon pneumatique selon l'une quelconque des

revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le carter (8),

la plaque intermédiaire (5) et le mouton (20) sont traversés par un tube de guidage (4) central et bien étanche à l'air, le tube de guidage (4) se terminant sensiblement au niveau de la face frontale inférieure (12) du carter (8) et étant

fixé dans le fond (2) du carter.

6. Marteau-pilon pneumatique selon l'une quelconque des

revendications précédentes, caractérisé en ce que l'arbre

(41) d'un outil ou d'un tube-sonde (81) peut être logé dans le tube de guidage (4) avec un jeu radial par rapport à la paroi de celui-ci, un support d'espacement (par exemple 16)

étant disposé sur le fond (2) avec un trou central corres-

pondant au diamètre de l'arbre (41), qui présente des canaux

(25) à air par lesquels s'échappe à l'extérieur l'air circu-

lant entre le tube de guidage (4) et l'arbre (41).

7. Marteau-pilon pneumatique selon l'une quelconque des

revendications précédentes, caractérisé en ce que des échap-

pements d'air (27) très étroits axialement sont prévus dans le tube de guidage (4), par exemple des fentes périphériques, ménageant une décharge brusque de la chambre d'expansion (21), les échappements d-'air (27) étant disposés de telle manière

qu'ils sont ouverts par le mouton (20) lorsqu'il est sensible-

ment dans sa position-de point mort inférieure.(figure 2).

8. Marteau-pilon pneumatique selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisé en ce que le carter (8),

pour permettre une fabrication rationnelle, est avantageuse-

ment fabriqué par un procédé d'injection en un polycarbonate

tel que le Makrolon, en ce qu'il est en deux parties consti-

tuées par une moitié de cylindre (lA) supérieure en forme de récipient, avantageusement à fond (2) monobloc, et par une moitié de cylindre (lB) inférieure disposée sur le même axe,

l'extrémité 28) de la moitié de cylindre (1B) inférieure dis-

tante de la moitié de cylindre (lA) supérieure étant formée par une partie cylindrique 29 coaxiale et interne, qui est reliée à la moitié de cylindre (lB) inférieure par un fond annulaire (31) formant la surface frontale inférieure (12)

du carter (8), et qui limite une chambre annulaire (32) ou-

verte axialement sur l'intérieur du carter.

9. Marteau-pilon pneumatique selon la revendication 8, carac-

térisé en oe que les moitiés de cylindre (lA, lB) ont le même diamètre et la même épaisseur de paroi, et en ce que les extrémités (33, 34) en vis-àvis des moitiés de cylindre

(lA et 1B) se recouvrent axialement à étanchéité.

10. Marteau-pilon pneumatique selon l'une quelconque des

revendications précédentes, caractérisé en ce que le mouton

(20) est monté de manière étanche dans le carter (8) au moyen

de bagues d'étanchéité (24, 35), par exemple des joints tori-

ques, placés chacun dans une rainure périphérique (65, 66).

11. Marteau-pilon pneumatique selon l'une quelconque des

revendications précédentes, caractérisé en ce que le mouton

(20) présente une partie (37) de diamètre réduit avec un joint à gorge (43) placée dans une rainurepériphérique (42) de sa partie extrême, joint (43) dont une arête d'étanchéité (44) fait saillie par rapport à la surface périphérique (46) de la partie (37) de manière à s'appuyer contre la surface interne (45) de la partie cylindrique (29), l'extrémité libre

(47) de la partie (37) à diamètre réduit s'amincissant légé-

rement en forme de cÈne en dessous du joint à gorge (43) et

formant un canal d'échappement d'air (77).

12. Marteau-pilon pneumatique selon la revendication 11, ca-

ractérisé en ce que le joint à gorge (43), dans la position de point mort supérieure (figure 1) du mouton (20),est sorti

de la partie cylindrique (29), au moins par sa lèvre d'étan-

chéité (44), des entailles étant avantageusement prévues dans le bord cylindrique franchi pour une sortie d'air non entravée.

13. Marteau-pilon pneumatique selon l'une quelconque des

revendications précédentes, caractérisé en ce que, dans le

mouton (20), est prévu un trou de décharge (49) traversant et avantageusement axial, pouvant être fermé par un clapet de décharge (48), le clapet de décharge (48) étant ouvert au

point mort supérieur (figure 1) du mouton (20), par l'appli-

cation de son poussoir (50) de clapet contre la plaque inter-

médiaire (5).

14. Marteau-pilon pneumatique selon l'une quelconque des

revendications précédentes, caractérisé en ce que le clapet

de commande (83) se trouve à l'extérieur du carter (8).

15. Marteau-pilon pneumatique selon la revendication 14,

caractérisé en ce que le clapet de commande (83) est consti-

tué par deux moitiés (84) identiques en matière plastique injectée qui sont rassemblées, qui présentent dans leurs

faces en vis-à-vis des canaux annulaires (85) et une tubu-

lure (86, 87) de raccord au carter débouchant dans le canal annulaire, ainsi. qu'une tubulure (88) de raccord à l'air comprimé. -t

16. Marteaupilon pneumatique selon la revendication 15, caractérisé en ce que, dans la chambre annulaire (89) formée par les canaux annulaires (85), est disposé un insert (90) de clapet en.matière plastique injectée et en deux parties, qui porte un plateau (93) de clapet qui coopère avec les embouchures des tubulures (86, 87) de raccord au carter, qui

sont conformées en tant que sièges (91, 92) de clapet.