FR2609661A1 - Dispositif a action percussive - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN DISPOSITIF A PERCUSSION, DESTINE A TRANSFORMER UNE MATIERE A TRAVAILLER. SELON L'INVENTION, IL COMPORTE UN CORPS 1 DANS LEQUEL EST MONTE UN PERCUTEUR MOBILE 2, LA QUEUE 3 DU PERCUTEUR 2 EST DISPOSEE DANS UN VERIN MOTEUR 6 SERVANT A LUI COMMUNIQUER UNE ENERGIE DE CHOC PENDANT SA COURSE D'ALLER ET EST APPROPRIE A UN RACCORDEMENT A LA COMMANDE DE COURSE DE RETOUR DU PERCUTEUR 2, LE DISPOSITIF EST EGALEMENT CONSTITUE PAR UN EPAULEMENT ANNULAIRE 20 PREVU, A LA PARTIE MEDIANE DU PERCUTEUR, ET UNE CAVITE 17 QUI RECOIT L'EPAULEMENT ET COMPORTE AUSSI UNE CHAMBRE DE FREINAGE 21 ET DONT LA DIMENSION TRANSVERSALE EST ESSENTIELLEMENT EGALE A LA DIMENSION TRANSVERSALE DE L'EPAULEMENT 20, LA SURFACE LATERALE DE LA CHAMBRE DE FREINAGE 21, OU DE L'EPAULEMENT ANNULAIRE 20 A LA FORME D'UN CONE. L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT AU GENIE MINIER, AU GENIE CIVIL, A LA METALLURGIE.

Description

La présente invention concerne des systèmes moteurs à action impulsionnelle, destinés à engendrer des impulsions de force d'une cadence et d'une intensité déterminées qui agissent sur une matière à travailler en vue de changer sa forme et a notamment pour objet des dispositifs à action percussive pour la création d'impul-, sions de choc d'une grande puissance.

Il est avantageux d'appliquer la présente invention au génie minier, par exemple, dans des machines pour le creusement de galeries dans des roches dures et dans des machines destinées à fragmenter des blocs de roche hors gabarit dans des carrières et dans un goulot d'admission de concasseur.

Elle peut s'appliquer à la métallurgie pour le concassage primaire des matières premières, des semiproduits et des déchets de la production.

I1 est également possible d'utiliser l'invention dans le génie civil, dans des machines utilisées pour la démolition de vieilles fondations et de murs de bâtiments, d'articles au rebut dans des usines productrices d'articles en béton, pour la démolition des revêtements de routes, pour la préparation d'un lit de roche de barrages ainsi que d'autres ouvrages hydrauliques, etc.

On connaît un dispositif à percussion (voir brevet d'invention des Etats Unis d'Amérique NO 4 343 368 publié le 10 Août 1982) pour la création d'impulsions de choc agissant sur une matière à travailler, comportant un corps, un percuteur à queue, un vérin moteur recevant la queue du percuteur et rempli de gaz comprimé, un mécanisme de course de retour du percuteur et un organe de freinage dudit percuteur, pendant sa course à vide, comprenant une cavité, réalisée dans le corps et ouverte d'une face, vers l'intérieur du vérin moteur et un corps cylindrique pourvu d'un épaulement en forme de piston et d'un épaulement annulaire et logé dans ladite cavité de manière à pouvoir y effectuer un déplacement rectiligne alternatif.Une partie de la cavité, entre l'épaulement annulaire et
l'épaulement en forme de piston, constitue une chambre
de freinage et est remplie d'un liquide incompressible.

La surface intérieure du corps, formant ladite chambre,
est munie d'un épaulement d'étranglement tandis que la
surface du corps cylindrique entre lesdits épaulements
est réalisée selon un profil spécial, qui assure un effort
de freinage constant agissant sur le percuteur. L'autre
partie de ladite cavite,limitée par l'épaulement en forme
de piston du corps cylindriquetest remplie d'un gaz
comprimé et forme la chambre de rappel (course de retour).

Pendant la course de retour et la course active,
le dispositif ci-dessus décrit fonctionne d'une manière
analogue au précédent, c'est-à-dire que pendant la course
de retour du percuteur, ont lieu une compression complé
mentaire du gaz comprimé dans le vérin moteur et une
accumulation de l'énergie potentielle, le percuteur se
libère, à la fin de la course de retour du percuteur, de
la liaison avec le mécanisme de course de retour, et puis,
en accélérant son déplacement sous l'action du gaz comprimé,
agissant sur la face en bout de sa queue, réalise la
course active, ensuite le percuteur s'accroche de nouveau
au mécanisme de course de retour et le percuteur réalise la course de retour.Pendant la course à vide, c'est-à-dire,
quand le percuteur, réalisant la course active, ne rencontre pas, à la fin de cette course, la matière à travailler, ou quand il n'a pas dépensé toute l'énergie
pour la transformation de sa forme, l'organe de freinage
du percuteur entre en action. Dans ce cas, le percuteur Ncoopère avec le corps cylindrique, le fait se déplacer
vers l'avant, et en conséquence, il se produit un
étranglement du liquide dans la chambre de freinage à travers le jeu entre l'épaulement annulaire d'étranglement et la surface profilée du corps cylindrique et l'énergie du percuteur se transforme en énergie thermique du liquide échauffé et se dissipe.

Ce dispositif est équipé d'un organe de freinage qui amortit d'une manière efficace l'énergie résiduaire du percuteur pendant sa course à vide. Cependant, dans le cas où le dispositif fonctionne pendant une longue période de temps, les éléments de l'organe de freinage s'usent et des collisions ont lieu entre les éléments de l'organe de freinage et le percuteur, ce qui entraîne une panne, mettant hors d'état tout l'ensemble du dispositif.

En outre, on connaît un dispositif hydraulique à percussion (voir brevet d'invention de la R.F.A. NO 2 223292, publié le 8 Juin 1978) ayant un piston frappeur qui peut effectuer un déplacement rectiligne alternatif dans le corps du dispositif, en réalisant la course utile et la course de retour. Le corps du dispositif renferme une chambre dont la pression de liquide agit sur le piston frappeur et le met en déplacement pour la course de retour.

Le piston frappeur est muni d'un épaulement annulaire, logé dans ladite chambre et la partie avant de celle-ci fait fonction de chambre d'amortissement. Le dispositif comporte aussi une soupape à l'aide de laquelle on effectue l'amenée et l'évacuation du liquide moteur pour la course de retour et la course utile du piston frappeur.

Le piston frappeur est mis en course utile sous l'action de la pression de liquide moteur agissant sur sa face en bout arrière alors que la course de retour s'effectue sous l'action de la pression du liquide moteur agissant sur la surface excédentaire du piston frappeur se trouvant dans ladite chambre. Quand le piston frappeur a été déplacé au delà des limites de la course utile normale, son épaulement annulaire s'engage dans la chambre d'amortissement, la pression de liquide croît brusquement dans celle-ci et, en agissant sur la face en bout avant dudit épaulement annulaire dans la direction inverse au déplacement du piston frappeur, l'arréte. C'est ainsi qu'on supprime le risque de collision du piston frappeur contre le corps du dispositif.

Le dispositif décrit ci-dessus fonctionne parfaitement aux basses énergies de choc, par exemple,au cas où il est utilisé en tant qu'outil portatif à main.

L'augmentation de l'énergie de choc entraîne des difficultés notables résultant de ce que le liquide moteur est chassé de la chambre pendant la course utile et du freinage du piston frappeur au cas où il s'est déplacé au delà des limites de la course active normale.

On s'est donc proposé de mettre au point un dispositif à percussion qui serait équipé d'un organe de freinage du percuteur assez afficace, fiable et simple pour être utilisé sur des machines à percussion à grande énergie assurant l'augmentation de la fiabilité du dispositif en général ainsi que de sa longévité.

Le problème ainsi posé est résolu à l'aide d'un dispositif à percussion, destiné à transformer la forme d'une matière à travailler, comportant un corps dans lequel est monté un percuteur avec possibilité d'effectuer un déplacement rectiligne alternatif, ayant une partie avant, munie d'un outil, destiné à exercer une action sur une màtière à travailler, une queue pourvue d'un épaulement en forme de piston, logé dans un vérin moteur, fixé au corps et rempli d'un fluide liquide compressible et une partie médiane pourvue d'un épaulement annulaire, disposé dans la cavité de freinage du corps remplie d'un liquide compressible et la partie avant de ladite cavité de freinage constitue la chambre de freinage, proprement dite, dont la dimension transversale est égale essentiellement à la dimension transversale dudit épaulement annulaire du percuteur, dispositif comportant, en plus, une commande de course de retour du percuteur comprenant des vérins hydrauliques, fixés sur le corps, dont les tiges s'engagent par une extrémité dans leurs cavités hydrauliques et par l'autre extrémité dans la cavité dudit vérin moteur et sont reliés à un mécanisme de préhension approprié à une coopération avec l'épaulement en forme de piston pour effectuer la course de retour, caractérisé en ce que la surface latérale de la chambre de freinage et/ou de l'épaulement annulaire a la forme d'un cône, dont la grande base est orientée dans la direction inverse au déplacement du percuteur pendant son freinage et en ce que la longueur de la surface conique n'est pas inférieure à la valeur de la course de freinage du percuteur.

Le dispositif revendiqué est équipé d'un organe de freinage du percuteur qui est assez simple et sa caractéristique de puissance est assez favorable du fait que l'effet de freinage du percuteur change faiblement en suivant tout le trajet du freinage, ce qui réduit les charges agissant sur les éléments du dispositif et élève ainsi sa fiabilité et sa longévité.

I1 est utile que la chambre de freinage du dispositif soit munie d'une cuvette de freinage mobile dans le fond de laquelle sont pratiqués un orifice pour le passage du percuteu-r et des orifices débouchant sur la surface extérieure du fond, adaptée à pouvoir entrer en contact intime avec la paroi frontale de la chambre de freinage, la cuvette pouvant effectuer elle aussi un déplacement limité par rapport au corps.

Ce mode de réalisation facilite le remplissage de la chambre d'un liquide au moment initial de la course de retour du percuteur et assure une coaxialité constante de l'épaulement annulaire du percuteur et de la chambre de freinage, ce qui contribue à la conservation des conditions optimales du freinage du percuteur pendant une longue période du fonctionnement de la machine.

Dans le dispositif revendiqué muni d'une cuvette de freinage, il est désirable de pratiquer, dans la paroi frontale de la chambre de freinage et/ou dans la surface extérieure du fond de la cuvette de freinage, un évidement circulaire qui entoure le percuteur, et dans ce cas, il est nécessaire de pratiquer également sur la surface extérieure du fond de la cuvette de freinage, des canaux radiaux pour mettre en communication l'évidement circulaire avec la chambre de freinage et d'éloigner, de l'évidement circulaire et des canaux radiaux, les orifices débouchant dans le fond de la cuvette.

La présence de l'évidement circulaire et des canaux radiaux facilite encore le remplissage de la chambre de freinage du liquide au moment initial de la course de retour du percuteur et protège l'élément d'étanchéité, qui étanchéifie le jeu annulaire entre le corps et la partie avant du percuteur contre l'action d'une haute pression de liquide créée dans la chambre de freinage au moment du freinage du percuteur.

Ensuite, il est possible de relier, dans le dispositif revendiqué, la chambre de freinage et les cavités des vérins hydrauliques de la commande de course de retour du percuteur l'une à l'autre en formant ainsi une cavité hydraulique unique de façon que les premières des extrémités des tiges des vérins hydrauliques s'engagent dans ladite cavité hydraulique unique.

En réunissant les cavités, on simplifie la construction du dispositif et on réduit le nombre de conduites et de moyens pour la commutation des courants de fluide liquide. En meme temps, on assure la présence garantie du fluide liquide dans la cavité de freinage et, plus précisément, dans la cavité hydraulique réunie pendant le fonctionnement du dispositif. On élève ainsi la fiabilité du fonctionnement du dispositif, sa conception étant simplifiée.

L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre d'un mode de réalisation donné uniquement à titre d'exemple non limitatif avec référence aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels
- la figure 1 représente une coupe longitudinale d'un dispositif à percussion ayant une chambre de freinage et un percuteur, dont l'épaulement annulaire est logé dans celle-ci, la surface latérale de ladite chambre de freinage ayant, selon l'invention, une forme conique;
- la figure 2 représente, à échelle agrandie, la partie avant du corps et la partie avant de la chambre de
freinage munie d'une cuvette de freinage mobile, dont
le déplacement est limité; et
- la figure 3 représente la partie avant du
dispositif à percussion revendiqué, dans lequel la chambre
de freinage est mise en communication (réunie) avec la
cavité des vérins hydrauliques de la commande de course
de retour du percuteur et la partie avant de la chambre
de freinage est munie d'une cuvette de freinage ayant la
possibilité d'effectuer un déplacement limité.

Un schéma illustrant le dispositif revendiqué en
coupe longitudinale est donné sur la figure 1.

Le dispositif comporte un corps 1 dans lequel est
monté un percuteur pouvant effectuer un mouvement recti
ligne alternatif, ayant une queue 3 portant à son extrémité
un épaulement 4 faisant fonction de piston et une partie
avant portant un outil 5, destiné à porter des chocs sur
une matière à travailler. Un vérin moteur 6 est fixé au
corps 1 de manière que la queue 3 portant l'épaulement 4
en forme de piston se trouve dans la cavité du vérin
moteur 6. Le vérin moteur 6 est équipé d'un moyen 7 servant à le remplir d'un fluide (par exemple d'un gaz) sous pression.

La pression du fluide remplissant le vérin moteur 6 dépend
des paramètres de la construction du dispositif et de l'énergie requise
d'une impulsion unique (choc). Le fluide remplissant le
vérin moteur 6 est destiné à accumuler de l'énergie
pendant qu'il est comprimé complémentairement pendant la
course de retour du percuteur 2 et à transmettre l'énergie
accumulée au percuteur 2 en agissant sur la face en bout
de sa queue 3 pendant sa course d'aller. Le fluide
remplissant le vérin moteur 6 joue le rle d'un ressort
et n'est pas dépensé pendant le fonctionnement du
dispositif, c'est pourquoi on n'a besoin de remplir le
cylindre moteur 6 du fluide qu'au fur et à mesure de sa
fuite aux éléments d'étanchéité.

Le dispositif est pourvu d'une commande de course
de retour du percuteur 2 comportant des vérins hydrauli
ques 8 avec des tiges 9, dont les premières extrémités 10 entrent dans les cavités hydrauliques 11 des vérins hydrauliques 8 tandis que leurs autres extrémités 12 s'engagent dans la cavité du vérin moteur 6 où elles sont reliées à un mécanisme de préhension 13. Dans ce mode de réalisation, le mécanisme de préhension 13 est formé d'une cuvette 14 avec une soupape à ressort 15. Une came 16 est prévue sur la paroi arrière du vérin moteur pour ouvrir la soupape 15 à la fin de la course de retour du percuteur 2.

Le mode de réalisation décrit du mécanisme de préhension du percuteur n'épuise pas toutes les variantes possibles de réalisation des mécanismes de ce type, applicables dans le dispositif revendiqué et ne limite pas l'essentiel et le volume de l'invention.

En plus des pièces susmentionnées, la commande de course de retour du percuteur 2 comporte une source de fluide qui envoie ce fluide dans les cavités hydrauliques 11 des vérins hydrauliques 8 pour assurer la course de retour du percuteur 2, une conduite servant à évacuer le fluide utilisé des cavités susmentionnées 11 pendant que le mécanisme de préhension 13 se déplace derrière la queue 2 après avoir terminé sa course active et un moyen servant à relier alternativement les cavités hydrauliques 11 à une source de fluide liquide et à la conduite destinée à l'évacuation du fluide liquide utilisé (non montrées sur le dessin).

Le dispositif à percussion est muni d'dn organe de freinage du percuteur 2, destiné à arrêter celui-ci pendant sa course à vide, quand l'outil 5 du percuteur 2 ne rencontre pas la matière à travailler à la fin de sa course d'aller ou que le percuteur 2 ne réussit pas à dépenser toute son énergie pendant sa course utile.

L'organe de freinage comprend une cavité 17, pratiquée dans le corps 1 et ayant une longueur supérieure à celle de la course utile du percuteur, remplie d'un liquide pratiquement incompressible et séparée du milieu environnant par un premier anneau d'étanchéité 18 et de la cavité du cylindre moteur 6 par un autre anneau d'étanchéité 19. Les éléments d'étanchéité susmentionnés entourent le percuteur et suppriment la fuite du liquide de la cavité 17 à travers le jeu entre le corps 1 et le percuteur 2. Un épaulement annulaire 20 , prévu à la partie médiane du percuteur 2, est logé dans la cavité 17.

La dimension transversale de la partie principale de la cavité 17 sur la longueur de la course utile du percuteur est sensiblement égale au diamètre de l'épaulement annulaire 20 du percuteur 2. La partie avant de la cavité 17 possède sa propre chambre de freinage 21, dont la surface latérale 22 est conique de façon que la grande base du cne soit orientée dans la direction inverse à la direction du déplacement du percuteur 2 pendant son freinage et que la longueur de la surface conique ne soit pas inférieure à la valeur de la course du freinage du percuteur 2. I1 y a aussi un moyen pour le remplissage de la cavité 17 d'un liquide incompressible (non désigné par une référence). I1 est également possible que la surface 22 de la chambre de freinage 21 soit cylindrique et que la surface latérale de l'épaulement annulaire 20 soit conique.

Dans ce mode de réalisation de l'organe de freinage du percuteur, on a supprimé tous les éléments mobiles de l'organe de freinage de la construction du dispositif, sauf le percuteur lui-même, et on a simplifié ainsi la construction du dispositif et, grâce à la forme conique de la surface latérale 22, on assure un effort de freinage relativement faible et relativement régulier suivant toute la longueur de la course de freinage du percuteur.

Si l'on a besoin d'employer le dispositif pour un fonctionnement à une cadence suffisamment élevée de frappe, des charges supplémentaires sont alors engendrées sur le mécanisme de préhension et sur les autres éléments de la commande de course de retour du percuteur 2 à la suite de l'augmentation de la vitesse de course de retour du percuteur 2 au début de sa course de retour. Ces charges sont engendrées du fait que le jeu d'étranglement entre les surfaces latérales de la chambre de freinage 21
(figure 1) et l'épaulement annulaire 20 du percuteur 2 crée une différence notable de pression à la suite de l'arrivée du liquide dans la chambre de freinage 21 pendant le déplacement rapide du percuteur 2 dans la direction de sa course de retour.

La chambre de freinage, destinée aux dispositifs fonctionnant à une haute cadence, est illustrée sur la figure 2. Elle est réalisée sous forme d'une cuvette de freinage 25 à travers la zone axiale de laquelle passe le corps du percuteur 2. Un ou plusieurs orifices 26 sont pratiqués dans le fond de ladite cuvette 25 pour son remplissage d'un liquide au début de la course de retour du percuteur 2.Des canaux radiaux 27 sont prévus à la surface extérieure du percuteur et un évidement circulaire 28 encerclant le percuteur 2 est pratiqué sur la paroi avant de la cavité 17. L'évidement 28 et les canaux radiaux 27 sont réalisés de manière qu'ils ne s'entrecroisent pas avec les orifices 26. la cuvette de freinage 25 a la possibilité d'effectuer un déplacement limité dans les directions axiale et transversale de l'axe du percuteur 2 par rapport au corps 1.

La cuvette mobile de freinage 25 assure le fonctionnement de l'organe de freinage pendant la course utile et la course de freinage du percuteur 2 d'une manière plus efficace que la variante du dispositif à percussion décrite ci-dessus. Cet avantage est obtenu grâce à ce que l'usure des guidages du percuteur 2 ayant lieu au cours de l'utilisation du dispositif ne nuit plus au fonctionnement de l'organe de freinage.

La cuvette 25, pouvant se déplacer dans la direction axiale, permet au liquide de remplir facilement son espace intérieur, même pendant que le percuteur 2 se déplace à des vitesses suffisamment élevées au moment du début de sa course de retour (course de rappel).

L'évidement circulaire 28, pratiqué sur la paroi de la cavité î7, et les canaux radiaux 27 sur la surface extérieur du fond de la cuvette de freinage 25 assurent la protection de l'élément d'étanchéité 18 contre l'action de la haute pression de liquide dans la cuvette de freinage 25 au moment du freinage du percuteur 2 et facilitent de plus le remplissage de son espace intérieur du liquide au début de la course de retour du percuteur 2.

Comme il resoort des faits susmentionnés, cette solution élève la fiabilité de fonctionnement en régime de haute cadence de chocs sans baisser la qualité du fonctionnement du dispositif.

En réunissant les cavités hydrauliques des vérins hydrauliques et la cavité de freinage en une seule cavité hydraulique 29 (figure 3) de façon que certaines extrémités 10 des tiges 9 des vérins hydrauliques s'engagent dans cette cavité hydraulique unique 29, on contribue à la simplification ultérieure de la conception du dispositif et des canalisations qui le desservent.

En réunissant les cavités en une seule cavité, on simplifie notablement la conception du dispositif et on augmente sa fiabilité.

Le fonctionnement du dispositif à percussion faisant l'objet de l'invention sera illustré par un exemple d'une des variantes, par exemple de la variante représentée sur la figure 1.

La figure 1 représente le dispositif revendiqué au moment où le percuteur 2 se trouve dans la position de la fin de sa course. A ce moment, le fluide liquide sous pression est refoulé de la source (non représentée sur le dessin) dans les cavités hydrauliques 11 des vérins hydrauliques 8, pousse les tiges 9 dans la direction de l'éloignement de la matière à travailler (vers le haut, sur la figure 1). Ces tiges agissent sur la cuvette 14 du mécanisme de préhension 13 et la déplacent dans la même directionen créant alors une dépression dans la cavité de la cuvette 14 dans laquelle est engagé l'épaulement 4 sous forme de piston du percuteur 2. C'est pourquoi la pression du fluide agissant sur la face en bout de l'épaulement 4 en forme de piston du percuteur 2 pousse ce dernier derrière la cuvette 14 du mécanisme de préhension 13.

Les tiges 9, le mécanisme de préhension 13 et le percuteur 2 continuent à se déplacer jusqu'à ce que le poussoir de la soupape à ressort 15 entre en coopération avec la came 16.

Sous l'action de la came 16, la soupape 15 s'ouvre, les pressions de fluide compressible dans la cavité de la cuvette 14 et dans la cavité du vérin moteur 6 s'équilibrent et ces pressions agissent sur la face en bout de la queue 3, faisant se déplacer le percuteur 2 en accélérant sa vitesse, jusqu'à ce que sa partie avant porte un coup par l'outil 5 sur la matière à travailler. Ensuite, le percuteur 2 s'arrête et sa course active se termine.

En même temps, dès que le percuteur 2 cesse de coopérer avec le mécanisme de préhension 13, les cavités hydrauliques 11 se séparent de la source de fluide liquide et se raccordent à la conduite d'évacuation. Sous l'action de la pression du fluide compressible se trouvant dans le vérin hydraulique 6 agissant sur les autres extrémités 12 des tiges 9, celles-ci se déplacent vers l'avant en chassant le fluide liquide des cavités hydrauliques 11 vers la conduite d'évacuation. Le mécanisme de préhension 13 se déplace conjointement avec les tiges 9 vers la partie antérieure.

Dès que la cuvette 14 du mécanisme de préhension s'est rapprochée de l'épaulement 4 en forme de piston, ce dernier commence, après entrée dans la cavité de la cuvette 14, à comprimer complémentairement le fluide compressible qui s'y trouve et ouvre, par sa pression excédentaire, la soupape 15 pour s'écouler à travers celleci de la cavité de la cuvette 14 vers la cavité du vérin moteur 6 jusqu a ce que le fond de la cuvette 14 bute contre la face en bout de la queue 3 du percuteur 2. A ce moment, le mécanisme de préhension 13 s'arrête et la soupape 15 se ferme sous l'action de son ressort.

Après l'arrêt du mécanisme de préhension 13, les cavités hydrauliques 11 des vérins hydrauliques 8 se séparent de la conduite d'évacuation et se raccordent à la source de fluide liquide, les tiges 9 commencent à se déplacer dans la direction inverse en s'éloignant de la matière à travailler et, ensuite , le cycle recommence de la manière décrite ci-dessus.

Dans le dispositif revendiqué, pendant la course active du percuteur 2, l'organe de freinage ne fonctionne pas contrairement aux dispositifs connus précédemment.

Dans ce cas, du fait que la dimension de la cavité 17 mesurée en direction transversale est comparable au diamètre de l'épaulement annulaire 20, ce dernier, en se déplaçant conjointement avec le percuteur 2 (pendant la course de retour et la course active), ne rencontre aucune résistance sensible et n'empêche pas le percuteur 2 de se déplacer.

L'organe de freinage n'entre en action que dans le cas où le percuteur 2 ne rencontre pas, pendant sa course utile, par sa partie avant portant l'outil 5, la matière à travailler ou n'a pas dépensé totalement son énergie pour la transformation de sa forme. Si après la fin de la course active, le percuteur 2 continue à se déplacer vers l'avant, l'épaulement annulaire 20 s'engage dans la chambre de freinage 21 et obture, dans celle-ci, une portion de liquide incompressible. Pendant le déplacement ultérieur, le liquide sera chassé de la chambre de freinage 21 vers la cavité 17 à travers les jeux d'étranglement entre la surface latérale de l'épaulement annulaire 20 et la paroi conique 22 de la chambre de freinage 21.Cet étranglement du liquide incompressible provoque une élévation de la pression à l'intérieur de la chambre de freinage 21 qui, en agissant sur la face en bout avant de l'épaulement annulaire 20, freine le percuteur jusqu'à ce qu'il s'arrête totalement.

Pendant le freinage du percuteur 2, la vitesse de son déplacement diminue graduellement mais, en même temps, la dimension du jeu entre la surface latérale de l'épaulement annulaire 20 et la paroi conique 22 diminue.

La diminution de ce jeu permet de maintenir la pression de liquide dans la chambre de freinage 21 à une valeur approximativement constante pendant toute la période de freinage du percuteur 2 ce qui conduit, à son tour, à une diminution des charges agissant sur les éléments du dispositif au moment du freinage du percuteur 2.

Du fait que la vitesse de la course de retour du percuteur 2 est considérablement inférieure à la vitesse de sa course d'aller, le petit jeu d'étranglement entre les surfaces latérales susmentionnées (surfaces de la chambre de freinage 21 et de l'épaulement annulaire 20) ne crée pas, pendant la course de retour du percuteur 2, une résistance sensible à ce déplacement du percuteur 2.

Le fonctionnement du dispositif dans lequel la chambre de freinage est munie d'une cuvette de freinage 25 (figure 2) pouvant effectuer un déplacement limité et ayant, en son fond, un orifice pour le passage du percuteur 2 et des orifices débouchants 26 et où des canaux radiaux 27 sont pratiqués sur sa surface extérieure, laquelle cuvette 25 est appropriée à entrer en contact intime avec la paroi avant de la cavité 17ne diffère pas, pendant la course active et la course de freinage en principe, du fonctionnement du dispositif décrit cidessus.Au moment du freinage du percuteur 2, une portion de liquide fuit sous l'action d'une haute pression engendrée à l'intérieur de la cuvette de freinage 25,. à travers le jeu entre la surface du percuteur ? et la surface de l'orifice au fond de la cuvette de freinage 25 et parvient dans l'évidement circulaire 28 pour s'échapper, de celui-ci, à travers les canaux radiaux 27, dans la cavité 17. C'est ainsi que l'élément d'étanchéité 18 est protégé de l'action de la haute pression de liquide créée à l'intérieur de la cuvette de freinage 25.

Après le freinage et au début de la course de retour, où le percuteur 2 se déplace à une vitesse suffisamment grande, le liquide est laminé de la partie principale de la cavité de freinage 17 vers la cavité de la cuvette de freinage 25 (figure 2). La pression dans celle-ci devient inférieure à la pression de liquide dans la cavité 17. Sous l'action de la pression du liquide agissant sur le fond de la cuvette 25, celle-ci recule suivant le déplacement du percuteur 2 et ouvre ainsi les orifices débouchants 26 à travers lesquels le liquide remplit librement la cavité de la cuvette de freinage 25.

Les canaux radiaux 27 abaissent de plus la résistance s'opposant au remplissage de la cavité de la cuvette 25 par le liquide. On réduit ainsi la résistance opposée au déplacement du percuteur 2 au début de sa course de retour.

Pendant l'avance ultérieure du percuteur 2 au moment de la course d'aller, la cuvette de freinage 25 se déplace elle aussi, vers l'avant, sous l'action des forces de frottement jusqu'à ce qu'elle s'appuie contre le corps 1 par son fond et ferme ainsi les orifices débouchants 26 et se prépare au freinage éventuel du percuteur 2. I1 s'ensuit que dans les dispositifs à hautes cadences, la cuvette de freinage 25 améliore le fonctionnement du dispositif en élevant ainsi sa fiabilité.

Le fonctionnement du dispositif ayant une seule cavité hydraulique 29 (figure 3) ne diffère pas sensiblement du fonctionnement précédemment décrit. Cependant, il convient de noter que le liquide remplit la cavité de freinage au cours du premier cycle de la course de retour du percuteur et supprime ainsi l'éventualité du fonctionnement du dispositif en l'absence de liquide dans la chambre de freinage. Ainsi, en plus de la simplification bien évidente du dispositif, on élève la fiabilité de son fonctionnement.

I1 est très avantageux d'appliquer le dispositif revendiqué pour la création des marteaux pilons hydropneumatiques à haute énergie pour le fendage primaire des blocs de roche hors gabarit ainsi que d'autres matériaux d'une nature similaire, pour la démolition de vieux murs et fondations des bâtiments et des ouvrages pendant des travaux du génie civil.

Ainsi, par exemple.un marteau hydropneumatique construit selon ce schéma ayant une énergie de percussion allant jusqu'à 100 kJ fend les blocs des roches les plus dures (par exemple, en phorphyrite de diabase) en 1 à 2 coups.

Le dispositif est caractérisé par une haute efficacité et une parfaite fiabilité en service.

Claims (4)

REVENDICATIONS

1.- Dispositif à percussion, destiné au façonnage d'une matière à travailler, comportant un corps dans lequel est monté un percuteur de manière à pouvoir y effectuer un mouvement de va-et-vient et ayant une partie avant, pourvue d'un outil,destiné à exécuter une action sur une matière à travailler, une queue pourvue d'un épaulement en forme de piston, logé dans un vérin moteur, fixé au corps et rempli d'un fluide compressible et une partie médiane, pourvue d'un épaulement annulaire , disposé dans la cavité de freinage du corps, remplie d'un liquide incompressible, la partie avant de ladite cavité de freinage constituant la chambre, proprement dite, dont la dimension transversale est égale sensiblement à la dimension transversale dudit épaulement annulaire du percuteur, dispositif comportant, en plus, une commande de course de retour du percuteur comprenant des vérins hydrauliques , fixés sur le corps, dont les tiges s'engagent par une extrémité dans des cavités hydrauliques des vérins et par leur autre extrémité, dans la cavité dudit vérin moteur et sont reliées à un mécanisme de préhension, approprié à une coopération avec l'épaulement en forme de piston pour effectuer la course.

de retour, caractérisé en ce que la surface latérale de la chambre de freinage (21) et/ou de l'épaulement annulaire (20) a la forme d'un cône, dont la grande base est orientée dans la direction inverse au déplacement du percuteur (2) pendant son freinage et en ce que la longueur de la surface conique n'est pas inférieure à la valeur de la course de freinage du percuteur (2).

2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre de freinage (21) est pourvue d'une cuvette mobile (25) dans le fond de laquelle sont pratiqués un orifice pour le passage du percuteur (2) et des orifices de part en part (26) et débouchant sur la surface extérieure du fond, approprié à entrer en contact intime avec la paroi de freinage de la chambre de freinage (21), la cuvette (25) pouvant , elle-même, effectuer un déplacement limité par rapport au corps (1).

3.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un évidement circulaire (28) entourant le percuteur (2) est pratiqué dans la paroi frontale de la chambre de freinage (21) et/ou dans la surface extérieure de la cuvette de freinage (25) , en ce que des canaux radiaux (27) sont pratiqués sur la surface extérieure du fond de la cuvette de freinage (25) pour mettre en communication l'évidement circulaire (28) avec la chambre de freinage (21) et en ce que les orifices débouchants (26), réalisés dans le fond de la cuvette (25) , sont éloignés de l'évidement circulaire (28) et des canaux radiaux (27).

4.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la chambre de freinage (21) et les cavités (11) des vérins hydrauliques (8) de la commande de course de retour du percuteur (2) sont reliées et forment une cavité hydraulique unique (29) de façon que certaines des extrémités (extrémités 10) des tiges des vérins hydrauliques (8) s'engagent dans ladite cavité hydraulique unique (29).