FR2902684A1 - Procede de commutation de la course de frappe d'un appareil a percussions mu par un fluide incompressible sous pression, et appareil pour la mise en oeuvre de ce procede - Google Patents

Abstract

Ce procédé consiste à mesurer la pression du fluide à l'intérieur d'une chambre annulaire de freinage délimité par le corps de l'appareil à percussion et un piston déplaçable de façon alternative à l'intérieur d'un cylindre du corps et à agir sur les moyens de pilotage de la course du piston, pour réduire cette course, si la pression dans la chambre de freinage dépasse une valeur prédéterminée.

Description

La présente invention a pour objet un procédé de commutation de la course

de frappe d'un appareil à percussions mû par un fluide incompressible sous pression et un appareil à percussions pour la mise en oeuvre de ce procédé.

Les appareils à percussion mûs par un fluide incompressible sous pression sont alimentés en fluide, de telle manière que la résultante des forces hydrauliques s'appliquant successivement sur le piston de frappe, déplace celui-ci alternativement dans un sens puis dans l'autre. Dans les appareils de ce type, le piston se déplace alternativement à l'intérieur d'un alésage ou cylindre dans lequel sont aménagées au moins deux chambres antagonistes de sections différentes. L'une, alimentée constamment en fluide sous pression, appelée chambre basse, assure la remontée du piston et une autre antagoniste de section plus importante, appelée chambre haute, est alimentée alternativement en fluide sous pression lors de la course accélérée du piston pour la frappe et reliée au circuit retour de l'appareil lors de la remontée du piston. En règle générale, les appareils sont aussi munis d'une chambre, appelée chambre de freinage, qui sert à stopper hydrauliquement la course du piston lorsque l'outil n'est pas en appui sur le matériau à détruire. II n'y a donc jamais choc métallique entre le piston de frappe et le cylindre. Cette chambre de freinage peut être avantageusement ménagée dans le prolongement de la chambre annulaire de remontée. II est connu, lorsque l'appareil travaille dans un terrain dur homogène, qu'il est préférable de privilégier l'énergie par coup par rapport à la fréquence afin d'obtenir une productivité optimum.

En revanche, il est aussi connu que si l'outil n'est pas correctement appuyé sur le matériau à détruire ou si le matériau est trop tendre, l'appareil aura tendance à frapper sur l'outil des coups à vide très destructeurs pour l'outil et l'appareil lui-même. La puissance de l'appareil étant exprimée par le produit de la valeur de la fréquence de frappe et de la valeur de l'énergie par coup, à puissance hydraulique d'entrée constante, il est avantageux de réduire l'énergie par coup et par voie de conséquence d'augmenter la fréquence de frappe lorsque l'appareil à tendance à frapper à vide. L'énergie par coup est l'énergie cinétique donnée au piston, qui dépend de la course de frappe et de la pression d'alimentation.

Pour ajuster la fréquence de frappe et l'énergie par coup convenant à la dureté d'un terrain donné, il existe au moins trois solutions connues décrites dans les brevets EP 0 214 064, EP 0 256 955 et EP 0 715 932 au nom de la Demanderesse. Le brevet EP 0 214 064 décrit un appareil qui permet d'obtenir une adaptation automatique des paramètres de percussion, grâce à la présence dans le cylindre de l'appareil d'un canal alimenté en fluide selon la position du piston après l'impact et le rebond éventuel de ce dernier sur l'outil. Le brevet EP 0 256 955 décrit un appareil qui permet d'obtenir le même résultat, en fonction des variations de pression dans la chambre haute ou la chambre basse, consécutives à l'effet de rebond du piston sur l'outil, grâce à la présence de l'élément hydraulique sensible à ces variations. Le brevet EP 0 715 932 décrit un système simplifié pouvant équiper les appareils de petites et moyennes puissances. Ce système consiste, lors de la phase de rebond du piston consécutive à l'impact, à déterminer l'existence éventuelle d'un débit instantané de fluide s'écoulant de la chambre haute vers le circuit d'alimentation et à se servir de ce signal pour piloter les paramètres de percussions tels que la pression de frappe ou la fréquence de l'appareil. Il s'agit, dans ces trois cas, de systèmes bien adaptés à des matériels sophistiqués qui évoluent dans des terrains très hétérogènes et très variés mais qui sont jugés trop coûteux pour des utilisations d'un appareil en terrains homogènes. Le but de l'invention est de fournir un procédé et un appareil pour sa mise en oeuvre, permettant une protection de l'appareil contre les frappes à vide, qui soit simple, fiable et peu onéreux. A cet effet, l'invention concerne un procédé de commutation de la course de frappe d'un appareil à percussion, mû par un fluide incompressible sous pression, entre une course longue et une course courte et inversement, comprenant un piston déplaçable de façon alternative à l'intérieur d'un cylindre du corps et venant, au cours de chaque cycle, percuter un outil, le piston délimitant avec le corps notamment une chambre annulaire de freinage par compression du fluide, caractérisé en ce qu'il consiste à mesurer la pression du fluide à l'intérieur de la chambre de freinage et à agir sur les moyens de pilotage de la course du piston, pour réduire cette course, si la pression dans la chambre de freinage dépasse une valeur prédéterminée. II s'agit, en fait, de mettre à profit la chambre de freinage afin qu'elle remplisse une nouvelle fonction consistant à agir sur les moyens de pilotage de la course du piston. Il en résulte qu'il n'est pas nécessaire de prévoir des moyens spécifiques pour agir sur les moyens de pilotage de la course du piston. De ce fait, le procédé selon l'invention et l'appareil pour sa mise en oeuvre sont plus simples, fiables et moins onéreux. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'appareil à percussion comprend un piston déplaçable à l'intérieur d'un cylindre du corps et délimitant avec celui-ci au moins une chambre haute et une chambre basse alimentées de façon séquentielle par du fluide sous haute pression par action d'un distributeur relié à un dispositif de pilotage qui, permettant de faire varier la course du piston de frappe, comprend au moins deux canaux débouchant dans le cylindre du piston de frappe et susceptibles d'être mis en communication avec la chambre basse en fin du mouvement de déplacement du piston de frappe vers le haut, et le procédé consiste, si la pression mesurée dans la chambre de freinage dépasse une valeur prédéterminée, lors de l'impact du piston de frappe sur l'outil, à agir sur le dispositif de pilotage afin que celui-ci fournisse au distributeur un ordre de commutation de l'état hydraulique de l'appareil û alimentation et échappement de fluide hydraulique - provenant d'un canal débouchant dans le cylindre entre le canal de commande de course longue situé du côté de la chambre haute et la chambre basse, afin de réduire la course de frappe.

Avantageusement, le procédé consiste, si la pression mesurée dans la chambre de freinage dépasse une valeur prédéterminée, à alimenter en fluide hydraulique sous pression le dispositif de pilotage afin de déplacer un tiroir de sélection de courses que comporte celui-ci dans le sens d'une diminution de la course de frappe.

La présente invention concerne également un appareil à percussion pour la mise en oeuvre du procédé comportant : - un corps à l'intérieur duquel sont ménagés deux alésages coaxiaux : un alésage servant au montage coulissant d'un outil et un alésage étagé, c'est-à-dire comportant des sections successives différentes, formant un cylindre pour un piston étagé qui délimite avec celui-ci au moins une chambre haute et une chambre basse alimentées de façon séquentielle par du fluide incompressible sous haute pression, sous l'action d'un distributeur, - un réseau de canaux débouchant dans le cylindre, dont certains peuvent suivant leur fonction, être reliés à travers le distributeur aux réseaux haute pression et/ ou basse pression, suivant l'instant considéré du cycle de fonctionnement, -un dispositif de pilotage permettant de faire varier la course du piston de frappe et relié d'une part au distributeur et d'autre part à au moins un canal débouchant dans le cylindre du piston de frappe et susceptible d'être mis en communication avec la chambre basse au cours du mouvement de déplacement du piston de frappe vers le haut, - une chambre de freinage disposée dans une zone du cylindre située du côté de l'outil, susceptible d'être fermée par un épaulement du piston lorsque le piston dépasse sa position théorique de frappe, caractérisé en ce que le dispositif de pilotage comprend un cylindre, dans lequel débouche au moins un canal débouchant également dans le cylindre du piston de frappe et un canal relié au distributeur, et dans lequel est monté un tiroir dont une première face est située dans une première chambre soumise en permanence à une pression déterminée et dont la seconde face est située dans une seconde chambre reliée à la chambre de freinage. Avantageusement, la première face du tiroir du dispositif de pilotage est soumise à l'action d'un ressort tandis que la seconde face est soumise à la pression régnant dans la chambre de freinage, cette dernière étant en communication avec une chambre annulaire adjacente ménagée dans le cylindre, tant que le piston n'a pas dépassé sa position théorique de frappe, la chambre annulaire étant reliée à la haute pression. Selon une autre caractéristique de l'invention, un orifice calibré, constitué par un gicleur, est disposé sur le canal reliant la chambre de freinage et la seconde chambre du dispositif de pilotage.

Selon encore une autre caractéristique de l'invention, un clapet anti-retour est disposé sur le canal reliant la chambre de freinage et la seconde chambre du dispositif de pilotage, et cette seconde chambre est reliée par un canal comportant un orifice calibré constitué par un gicleur, au canal reliant le dispositif de pilotage au distributeur.

Selon une autre alternative de l'invention, la première chambre du dispositif de pilotage est reliée en permanence à un circuit haute pression par un canal comportant un orifice calibré constitué par un gicleur. Avantageusement, la première chambre du dispositif de pilotage est reliée en permanence au circuit haute pression par un canal débouchant 35 dans la chambre inférieure du cylindre du piston de frappe.

Selon une caractéristique de l'invention, la première chambre du dispositif de pilotage est reliée en permanence au circuit de haute pression par un canal relié à la source d'alimentation en fluide sous haute pression. De préférence, le cylindre du dispositif de pilotage comporte plusieurs sections successives différentes, et le tiroir comporte plusieurs sections successives différentes, le tiroir et le cylindre délimitant une chambre annulaire reliée en permanence au distributeur, le tiroir étant agencé pour permettre, lors de son déplacement sous l'effet de fluide en provenance de la chambre de freinage, la mise en communication de la chambre annulaire avec le ou les autres canaux débouchant dans le cylindre du piston de frappe. Selon une autre caractéristique de l'invention, le tiroir du dispositif de pilotage comprend un alésage central dans lequel est monté coulissant un piston comportant deux tronçons successifs de diamètres différents, un grand diamètre du côté de la première chambre et un petit diamètre du côté de la seconde chambre, une chambre annulaire étant ménagée dans la zone centrale du tiroir, entre celui-ci et le piston central, cette chambre annulaire étant en permanence en liaison avec la chambre annulaire du tiroir reliée au distributeur, cette dernière étant également reliée à la seconde chambre par un canal comportant un orifice calibré, et l'extrémité de faible section du piston étant disposée en regard du canal reliant la seconde chambre à la chambre de freinage. Selon une autre alternative de l'invention, le tiroir du dispositif de pilotage comprend un alésage central dans lequel est monté coulissant un piston comportant deux tronçons successifs de diamètres différents, un grand diamètre du côté de la première chambre et un petit diamètre du côté de la seconde chambre, une chambre annulaire étant ménagée dans la zone centrale du tiroir, entre celui-ci et le piston central, cette chambre annulaire étant en permanence en liaison avec une chambre annulaire du tiroir reliée constamment au circuit basse pression, cette dernière étant également reliée à la seconde chambre par un canal comportant un orifice calibré, et l'extrémité de faible section du piston étant disposée en regard du canal reliant la seconde chambre à la chambre de freinage. Selon encore une autre alternative de l'invention, le tiroir du dispositif de pilotage comprend un alésage central dans lequel est monté coulissant un piston comportant deux tronçons successifs de diamètres différents, un grand diamètre du côté de la première chambre et un petit diamètre du côté de la seconde chambre, une chambre annulaire (60) étant ménagée dans la zone centrale du tiroir, entre celui-ci et le piston central, cette chambre annulaire étant en permanence en liaison avec une chambre annulaire du tiroir reliée constamment au circuit basse pression, la seconde chambre étant reliée à la première chambre par un canal comportant un orifice calibré, et l'extrémité de faible section du piston étant disposée en regard du canal reliant la seconde chambre à la chambre de freinage. De toute façon l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs formes d'exécution de cet appareil. Figure 1 représente une vue en coupe longitudinale d'un premier appareil. Figures 2, 3 et 4 représentent des vues en coupe longitudinale de cet appareil dans d'autres positions de fonctionnement.

Figure 5 représente une vue en coupe longitudinale d'une variante du même appareil. Figures 6, 7 et 8 représentent des vues en coupe longitudinale de l'appareil de la figure 5 dans d'autres positions de fonctionnement. Figure 9 représente une vue en coupe longitudinale d'une autre 20 variante du même appareil. Figures 10, 11 et 12 représentent des vues en coupe longitudinale de l'appareil de la figure 9 dans d'autres positions de fonctionnement. Figure 13 représente des vues en coupe longitudinale d'une variante du tiroir de régulation de course décrit dans les figures 1 à 4 dans trois 25 phases de fonctionnement différentes. Figures 14 à 16 représentent des vues en coupe longitudinale d'autres variantes du même appareil. Figures 17 et 18 représentent des vues en coupe longitudinale de deux variantes du tiroir de régulation décrit dans les figures 5 à 8. 30 L'appareil représenté aux figures 1 à 4, est un appareil à percussion mû par un fluide incompressible sous pression, entre une course longue et une course courte et inversement. L'appareil à percussion comprend un piston étagé 1 déplaçable de façon alternative à l'intérieur d'un alésage ou cylindre étagé ménagé dans le 35 corps 2 de l'appareil, et venant percuter à chaque cycle un outil 3 monté coulissant dans un alésage ménagé dans le corps 2 coaxialement au cylindre.

Le piston 1 délimite avec le cylindre 2 une chambre annulaire basse 4 et une chambre haute 5 de section plus importante ménagée au dessus du piston. Un distributeur principal 6 monté dans le corps 2 permet de mettre la chambre haute 5, alternativement en relation avec une alimentation en fluide haute pression 7 lors de la course de descente accélérée du piston pour la frappe, comme montré à la figure 2, ou avec un circuit basse pression 8 lors de la remontée du piston, comme montré à la figure 1. La chambre annulaire 4 est alimentée en permanence en fluide sous haute pression par le canal 9, de manière à ce que chaque position du tiroir du distributeur 6 provoque la course de frappe du piston 1, puis la course de remontée. Le piston 1 forme également avec le corps 2, une chambre annulaire 10, appelée chambre de freinage, ménagée dans le prolongement de la chambre basse 4 et alimentée en fluide sous haute pression par cette dernière. La chambre de freinage permet, par le principe du DASH POT , de dissiper l'énergie de frappe du piston 1 lorsque l'outil 3 n'est pas à proximité de sa position théorique de fonctionnement, c'est à dire en appui sur la partie conique 11 du corps 2. Le choix de la petite ou de la grande course de frappe est établi à partir d'un dispositif de pilotage. Le dispositif de pilotage comporte un tiroir 12 monté dans un cylindre ménagé dans le corps 2 et dans lequel débouchent, décalés axialement, deux canaux 13 et 14 débouchant également dans le cylindre du piston 1. Le canal 13 est relié à une section de pilotage du distributeur principal 6 par l'intermédiaire d'une gorge annulaire 15 et d'un canal 16. Le canal 14 débouche dans le cylindre contenant le piston 1 et sert de canal de pilotage du distributeur principal 6 en cas de course courte. Le dispositif de pilotage peut, selon la position du tiroir sélecteur de course 12, relier les canaux 13 et 14 ou les tenir isolés l'un de l'autre. Conformément à l'invention, le tiroir 12 délimite avec le corps 2 trois chambres distinctes. Une chambre 17 constamment reliée au fluide sous haute pression par l'intermédiaire du canal 18 contenant un orifice calibré 19, de la chambre annulaire 4 et du canal 9. Une chambre annulaire 20 soumise à la pression de pilotage du canal 13 et enfin une chambre 21 opposée à la chambre 17 et reliée à la chambre de freinage 10 par un canal 22.

Dans le schéma représentatif de l'appareil, la pression de pilotage transmise par le canal 16 au distributeur principal 4 est égale à la pression d'alimentation lors de la descente accélérée du piston de frappe 1 et égale à la pression du retour lors de la remontée du même piston. Les changements de pression s'opèrent grâce aux arêtes du piston de frappe 1, ces pressions sont maintenues lors du mouvement du piston par des orifices calibrés non représentés car faisant partie intégrante du distributeur principal 6. Lorsque l'appareil travaille en terrain homogène dur, l'outil 3 reste à proximité de son appui 11 sous l'effet de la poussée exercée par l'engin porteur sur l'appareil. A chaque choc, l'arête 23 du piston 1 ne croise pas l'arête 24 de la chambre basse 4. Les pressions établies dans les chambres annulaires 4 et 10 sont donc identiques et égales à la pression d'alimentation. La pression qui s'établit dans la chambre 20 est donc soit équivalente soit inférieure à celle établies dans les chambres 17 et 21. Le tiroir 12 est en équipression ou poussé vers le bas et prend donc une position qui isole les circuits 13 et 14. Seule la course longue pilotée directement par le canal 16 est possible. La figure 1 représente l'appareil lorsque le piston 1 a effectué un impact et commence sa course de montée. Lorsque le piston effectue un impact sur l'outil, le canal 16 est relié au circuit basse pression 8 par l'intermédiaire du canal 25 et de la gorge annulaire 15, ce qui entraîne un déplacement du tiroir du distributeur 6 dans la position représentée à la figure 1. Il en résulte que la chambre haute 5 se retrouve reliée au circuit basse pression 8. La résultante des forces hydrauliques s'appliquant sur le piston de frappe déplace donc celui-ci dans le sens de remontée.

La figure 2 représente l'appareil lorsque le piston 1 a terminé sa montée et commence sa course de descente. Lorsque le piston termine sa montée, le canal 16 est relié au circuit haute pression 7 par l'intermédiaire du canal 9 et de la chambre basse 4, ce qui entraîne un déplacement du tiroir du distributeur 6 dans la position représentée à la figure 2. II en résulte que la chambre haute 5 se retrouve reliée au circuit haute pression 7. La résultante des forces hydrauliques s'appliquant sur le piston de frappe déplace celui-ci dans le sens de frappe. II doit être noté que, lorsque l'appareil travaille en terrain homogène dur, le tiroir 12 isole les canaux 13 et 14.

En revanche, comme représenté aux figures 3 et 4, lorsque l'appareil travaille en terrain très tendre ou avec un manque d'appui de l'engin porteur, l'outil 3 n'est plus à proximité de sa position théorique de frappe, obligeant le piston de frappe 1 à allonger naturellement sa course de frappe. Dans ce cas, l'arête 23 du piston de frappe 1 croise l'arête 24 de la chambre basse 4, la chambre 10 se trouve alors isolée et sa pression va croître considérablement (le fluide sous pression ne peut s'échapper que par les jeux fonctionnels très réduits) provoquant un brusque ralentissement du piston de frappe et une montée en pression dans la chambre 21 par l'intermédiaire du canal 22. Le tiroir 12 est alors déséquilibré vers le haut et crée une communication entre les canaux 13 et 14 lorsque l'arête 26 du tiroir 12 découvre le canal 14. La course courte pilotée par le canal 14 est alors sélectionnée, comme représenté à la figure 3 lorsque le piston 1 amorce sa montée. Ensuite, au cours de sa montée, l'arête 23 du piston découvre la gorge annulaire 27 qui se retrouve reliée au circuit haute pression 7 par l'intermédiaire du canal 9 et de la chambre basse 4. Les canaux 13, 14 et 16 se retrouvent ainsi également reliés au circuit haute pression, ce qui entraîne un déplacement du tiroir du distributeur 6 dans la position représentée à la figure 4. II en résulte que la chambre haute 5 se retrouve reliée au circuit haute pression 7 et donc que le piston amorce sa descente accélérée, comme cela est représenté à la figure 4. Puis, lorsque l'arête 28 du piston découvre la gorge annulaire 15, le canal 16 est relié au circuit basse pression 8 par l'intermédiaire du canal 25 et de la gorge 15, ce qui entraîne un déplacement du tiroir du distributeur 6 dans la position représenté à la figure 3. Il en résulte que la chambre haute 5 se retrouve reliée au circuit basse pression 8 et donc que le piston de frappe amorce sa remontée accélérée. L'orifice 19 positionné sur le circuit 18 a pour fonction de limiter la vitesse de déplacement du tiroir 12, évitant ainsi d'éventuels chocs en fin de course.

Le rappel en position basse du tiroir 12 se produit progressivement sur plusieurs cycles, lorsque l'arête 23 du piston 1 ne croise plus l'arête 24 de la chambre basse 4, à chaque fois que le canal de pilotage 13 est relié à la basse pression soit par le piston de frappe 1, soit par le système de distribution principal 6.

Les figures 5 à 8 représentent une variante de l'appareil qui comporte un tiroir de sélection de courses 30 différent. Les figures 5 et 6 représentent respectivement l'apparail lorsque l'outil 3 est proche de sa zone sa frappe avec le piston 1 amorçant sa remonté et le piston amorçant sa descente accélérée. Les figures 7 et 8 représentent respectivement l'appareil lorsque l'outil 3 est éloigné de sa zone théorique de frappe avec le début de remontée du piston 1 et le début de descente du piston 1. Selon cette variante de l'appareil, le tiroir 30 délimite avec le corps 2 quatre chambres. Deux chambres 31 et 32 opposées et de section identique, la chambre 32 étant constamment reliée au circuit d'alimentation par le canal 18 et la chambre 31 constamment reliée à la chambre de freinage 10 par le canal 22. Enfin le tiroir 30 délimite avec le corps 2 deux chambres annulaires de sections identiques 33 et 34 opposées. La chambre 33 est constamment reliée au circuit basse pression 8 de l'appareil. La chambre 34 est reliée au circuit de pilotage du distributeur principal 6 par les canaux 13 et 16.

Comme précédemment, le tiroir 30 sera déplacé par la pression créée dans la chambre 10 lorsque le piston 1 allonge sa course de frappe en terrain tendre, déterminant ainsi le fonctionnement en course courte. En revanche, le retour en position basse du tiroir 30 se fera à chaque cycle lorsque la chambre 34 est alimentée en fluide sous pression par le circuit de pilotage 16, 13. En effet les chambres 31 et 32 soumises à la même pression et de sections égales n'exercent pas de forces sur le tiroir 30, en revanche les pressions respectives des chambres annulaires 33 et 34 permettent le déséquilibre du tiroir 30 vers le bas suivant la représentation schématique. Les figures 9 à 12 représentent une variante de l'appareil avec un ensemble piston 1 et corps 2 qui délimitent trois chambres distinctes dont la chambre annulaire de freinage 10 constamment reliée au circuit de retour 8. Les figures 9 à 12 représentant respectivement les débuts de remontée et de descente accélérée du piston 1 dans des cas de terrains homogènes durs ou hétérogènes tendres.

Comme précédemment, lorsque l'arête 35 du piston 1 croise l'arête 36 de la chambre 10, la pression dans la chambre 10 augmente puisque le fluide ne peut plus s'écouler que par les jeux fonctionnels. Dans cette configuration, le tiroir sélecteur de course 37 délimite avec le corps 2 quatre chambres distinctes dont deux chambres 38 et 39 opposées et de sections équivalentes, la chambre 38 étant toujours reliée au circuit de retour 8, et la chambre 39 étant reliée à la chambre de freinage 10 par le canal 22. Les deux autres chambres annulaires 40 et 41 sont comme précédemment, respectivement reliées au circuit de retour et au circuit de pilotage. La mise en pression du circuit de pilotage à chaque cycle assure la réinitialisation du système.

La figure 13 représente trois phases de fonctionnement d'une variante du tiroir de régulation de course 12 décrit en référence aux figures 1 à 4. Le tiroir 42 détermine toujours trois chambres 17, 20 et 21 avec l'alésage dans lequel il est monté, comme tel était le cas pour le tiroir 12. Le tiroir 42 comprend un alésage central dans lequel est monté coulissant un piston 43 comportant deux tronçons successifs de diamètres différents, un grand diamètre du côté de la chambre 17 et un petit diamètre du côté de la chambre 21. Une chambre annulaire 44 est ménagée dans la zone centrale du tiroir, entre celui-ci et le piston 43, cette chambre annulaire étant en permanence en liaison avec la chambre annulaire 20 par l'intermédiaire d'un orifice 45. La chambre annulaire 20 est également reliée à la chambre 21 par un canal 46 comportant un orifice calibré 47, et l'extrémité de faible section du piston est disposée en regard du canal 22 reliant la chambre 21 à la chambre de freinage 10. Le piston 43 agit comme un clapet anti-retour qui permet l'injection de fluide sous pression entre le canal 22 et la chambre 21 et contraint, lorsqu'il est en appui sur le corps 2, le fluide contenu dans la chambre 21 à s'échapper par le canal 46 et l'orifice 47 vers la chambre annulaire 20. On obtient ainsi un système indépendant des éventuelles ondes de pression négatives transmises par le canal 22 lors des chocs répétés sur l'outil 3.

Bien entendu les sections annulaires du tiroir 42 et du piston 43 sont dimensionnées de manière à ce que ces derniers se déplacent dans les mêmes conditions de pressions que le tiroir 12 décrit en référence aux figures 1 à 4. La figure 14 représente le fonctionnement d'une autre variante du tiroir de régulation de course 12 décrit en référence aux figures 1 à 4. Dans ce cas, le tiroir 48 comporte une première face soumise à l'action d'un ressort 49 et une seconde face soumise à la pression régnant dans la chambre de freinage 10. Un orifice calibré 50, constitué par un gicleur, est disposé sur le canal 22 reliant la chambre de freinage et le tiroir 48. La vitesse du tiroir 48 est limitée dans les deux sens par l'orifice calibré 50, et le rappel du tiroir dans sa position d'origine est assuré par le ressort 49.

La figure 15 représente une variante de l'appareil de la figure 14 dans lequelle le ressort 49 a été remplacé par un rappel hydraulique alimenté par un canal 51 comportant un orifice calibré 52 qui limite la vitesse de déplacement du tiroir 48.

La figure 16 représente une autre variante de l'appareil de la figure 14 dans lequelle un mouvement du tiroir 48 est engendré par une circulation d'huile dans le canal 22 à travers un clapet anti-retour 53 et dont lerappel est assuré par un ressort 49. La vitesse du tiroir 48 est limitée par un gicleur 54 situé sur un canal 55 reliant la chambre de pilotage 56 du tiroir 12 au canal 13. Les figures 17 et 18 représentent deux variantes du tiroir de régulation 30 décrit en référence aux figures 5 à 8. Les tiroir 57 et 58 déterminent toujours quatre chambres 31, 32, 33 et 34 avec les alésages dans lesquels ils sont montés, comme tel était le cas pour le tiroir 30.

Le tiroir 57 comprend un alésage central dans lequel est monté coulissant un piston 59 comportant deux tronçons successifs de diamètres différents, un grand diamètre du côté de la chambre 32 et un petit diamètre du côté de la chambre 31. Une chambre annulaire 60 est ménagée dans la zone centrale du tiroir, entre celui-ci et le piston 59, cette chambre annulaire étant en permanence en liaison avec la chambre annulaire 33 par l'intermédiaire d'un orifice 61. La chambre annulaire 33 est également reliée à la chambre 31 par un canal 62 comportant un orifice calibré 63, et l'extrémité de faible section du piston est disposée en regard du canal 22 reliant la chambre 31 à la chambre de freinage 10.

Le tiroir 58 diffère du tiroir 57 essentiellement par le fait que la chambre 31 n'est pas reliée à la chambre 33 par le canal 62 mais est reliée à la chambre 32 par un canal 64 comportant un orifice calibré 65. Comme pour le piston 43, le piston 59 agit comme un clapet antiretour qui permet l'injection de fluide sous pression.

Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution de cet appareil, décrites ci-dessus à titre d'exemples, elle en embrasse au contraire toutes les variantes de réalisation.

Claims (14)

REVENDICATIONS

1. Procédé de commutation de la course de frappe d'un appareil à percussion, mû par un fluide incompressible sous pression, entre une course longue et une course courte et inversement, comprenant un piston (1) déplaçable de façon alternative à l'intérieur d'un cylindre du corps (2) et venant, au cours de chaque cycle, percuter un outil (3), le piston délimitant avec le corps notamment une chambre annulaire de freinage (10) par compression du fluide, caractérisé en ce qu'il consiste à mesurer la pression du fluide à l'intérieur de la chambre de freinage et à agir sur les moyens de pilotage (12, 13, 14, 30, 37, 42, 43, 48, 57, 58) de la course du piston, pour réduire cette course, si la pression dans la chambre de freinage dépasse une valeur prédéterminée.

2. Procédé de commutation de la course de frappe, selon la revendication 1, d'un appareil à percussion comprenant un piston (1) déplaçable à l'intérieur d'un cylindre du corps (2) et délimitant avec celui-ci au moins une chambre haute (5) et une chambre basse (4) alimentées de façon séquentielle par du fluide sous haute pression par action d'un distributeur (6) relié à un dispositif de pilotage qui, permettant de faire varier la course du piston de frappe, comprend au moins deux canaux (13, 14) débouchant dans le cylindre du piston de frappe et susceptibles d'être mis en communication avec la chambre basse (4) en fin du mouvement de déplacement du piston de frappe vers le haut, caractérisé en ce qu'il consiste, si la pression mesurée dans la chambre de freinage (10) dépasse une valeur prédéterminée, lors de l'impact du piston de frappe sur l'outil, à agir sur le dispositif de pilotage afin que celui-ci fournisse au distributeur (6) un ordre de commutation de l'état hydraulique de l'appareil û alimentation et échappement de fluide hydraulique - provenant d'un canal (14) débouchant dans le cylindre entre un canal de commande de course longue (13) situé du côté de la chambre haute (5) et la chambre basse (4) du cylindre, afin de réduire la course de frappe.

3. Procédé de commutation de la course de frappe, selon la 35 revendication 2, d'un appareil à percussion, caractérisé en ce qu'il consiste, si la pression mesurée dans la chambre de freinage (10) dépasse une valeurprédéterminée, à alimenter en fluide hydraulique sous pression le dispositif de pilotage afin de déplacer un tiroir de sélection de courses (12, 30, 37, 42, 48, 57, 58) que comporte celui-ci dans le sens d'une diminution de la course de frappe.

4. Appareil à percussion pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 3, comportant : - un corps (2) à l'intérieur duquel sont ménagés deux alésages coaxiaux : un alésage servant au montage coulissant d'un outil (3) et un alésage étagé, c'est-à-dire comportant des sections successives différentes, formant un cylindre pour un piston étagé (1) qui délimite avec celui-ci au moins une chambre haute (5) et une chambre basse (4) alimentées de façon séquentielle par du fluide incompressible sous haute pression, sous l'action d'un distributeur (6), -un réseau de canaux débouchant dans le cylindre, dont certains peuvent suivant leur fonction, être reliés à travers le distributeur (6) aux réseaux haute pression (7) et/ ou basse pression (8), suivant l'instant considéré du cycle de fonctionnement, - un dispositif de pilotage permettant de faire varier la course du piston de frappe et relié d'une part au distributeur (6) et d'autre part à au moins un canal débouchant dans le cylindre du piston de frappe et susceptible d'être mis en communication avec la chambre basse (4) au cours du mouvement de déplacement du piston de frappe vers le haut, - une chambre de freinage (10) disposée dans une zone du cylindre située du côté de l'outil, susceptible d'être fermée par un épaulement (23) du piston lorsque le piston (1) dépasse sa position théorique de frappe, caractérisé en ce que le dispositif de pilotage comprend un cylindre, dans lequel débouche au moins un canal (14) débouchant également dans le cylindre du piston de frappe (1) et un canal (13) relié au distributeur, et dans lequel est monté un tiroir (12, 30, 37, 42, 48, 57, 58) dont une première face est située dans une première chambre (17, 32, 38) soumise en permanence à une pression déterminée et dont la seconde face est située dans une seconde chambre (21, 31, 39, 56) reliée à la chambre de freinage (10).35

5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que la première face du tiroir du dispositif de pilotage est soumise à l'action d'un ressort (49) tandis que la seconde face est soumise à la pression régnant dans la chambre de freinage (10), cette dernière étant en communication avec une chambre annulaire (4) adjacente ménagée dans le cylindre, tant que le piston n'a pas dépassé sa position théorique de frappe, la chambre annulaire étant reliée à la haute pression.

6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'un orifice 10 calibré (50), constitué par un gicleur, est disposé sur le canal (22) reliant la chambre de freinage (10) et la seconde chambre du dispositif de pilotage.

7. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'un clapet anti-retour (53) est disposé sur le canal (22) reliant la chambre de freinage (10) 15 et la seconde chambre (56) du dispositif de pilotage, et cette seconde chambre est reliée par un canal (55) comportant un orifice calibré (54) constitué par un gicleur, au canal (13) reliant le dispositif de pilotage au distributeur (6).

8. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que la 20 première chambre du dispositif de pilotage est reliée en permanence à un circuit haute pression par un canal (18, 51) comportant un orifice calibré (19, 52) constitué par un gicleur.

9. Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que la 25 première chambre (17, 32) du dispositif de pilotage est reliée en permanence au circuit haute pression par un canal (18) débouchant dans la chambre inférieure (4) du cylindre du piston de frappe (1).

10. Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que la 30 première chambre du dispositif de pilotage est reliée en permanence au circuit de haute pression par un canal (51) relié à la source d'alimentation en fluide sous haute pression (7).

11. Appareil selon l'une des revendications 4 à 10, caractérisé en 35 ce que le cylindre du dispositif de pilotage comporte plusieurs sections successives différentes, et le tiroir (12, 30, 37, 42, 57, 58) comporte plusieurssections successives différentes, le tiroir et le cylindre délimitant une chambre annulaire (20, 34, 41) reliée en permanence au distributeur (6), le tiroir (12, 30, 37, 42, 57, 58) étant agencé pour permettre, lors de son déplacement sous l'effet de fluide en provenance de la chambre de freinage (10), la mise en communication de la chambre annulaire (20, 34, 41) avec le ou les autres canaux (13, 14) débouchant dans le cylindre du piston de frappe.

12. Appareil selon la revendication 11, caractérisé en ce que le tiroir (42) du dispositif de pilotage comprend un alésage central dans lequel est monté coulissant un piston (43) comportant deux tronçons successifs de diamètres différents, un grand diamètre du côté de la première chambre et un petit diamètre du côté de la seconde chambre, une chambre annulaire (44) étant ménagée dans la zone centrale du tiroir, entre celui-ci et le piston central (43), cette chambre annulaire étant en permanence en liaison avec la chambre annulaire (20) du tiroir reliée au distributeur (6), cette dernière étant également reliée à la seconde chambre (21) par un canal (46) comportant un orifice calibré (47), et l'extrémité de faible section du piston étant disposée en regard du canal (22) reliant la seconde chambre à la chambre de freinage (10).

13. Appareil selon la revendication 11, caractérisé en ce que le tiroir (57) du dispositif de pilotage comprend un alésage central dans lequel est monté coulissant un piston (59) comportant deux tronçons successifs de diamètres différents, un grand diamètre du côté de la première chambre et un petit diamètre du côté de la seconde chambre, une chambre annulaire (60) étant ménagée dans la zone centrale du tiroir, entre celui-ci et le piston central (59), cette chambre annulaire étant en permanence en liaison avec une chambre annulaire (33) du tiroir reliée constamment au circuit basse pression (8), cette dernière étant également reliée à la seconde chambre (31) par un canal (62) comportant un orifice calibré (63), et l'extrémité de faible section du piston étant disposée en regard du canal (22) reliant la seconde chambre à la chambre de freinage (10).

14. Appareil selon la revendication 11, caractérisé en ce que le tiroir (58) du dispositif de pilotage comprend un alésage central dans lequel est monté coulissant un piston (59) comportant deux tronçons successifs de diamètres différents, un grand diamètre du côté de la première chambre et unpetit diamètre du côté de la seconde chambre, une chambre annulaire (60) étant ménagée dans la zone centrale du tiroir, entre celui-ci et le piston central (59), cette chambre annulaire étant en permanence en liaison avec une chambre annulaire (33) du tiroir reliée constamment au circuit basse pression (8), la seconde chambre (31) étant reliée à la première chambre (32) par un canal (64) comportant un orifice calibré (65), et l'extrémité de faible section du piston étant disposée en regard du canal (22) reliant la seconde chambre à la chambre de freinage (10).