Perfectionnement au système d'étanchéité entre le milieu hydraulique et le milieu extérieur d'un appareil à percussions

Abstract

 Appareil du type comprenant une chambre (7) de récupération de fluide hydraulique disposée à proximité de l'extrémité de la portée cylindrique (6) de guidage du piston (2) située du côté de l'outil.
Selon l'invention, à la chambre (7) de récupération du fluide hydraulique est associée une chambre tampon (15) délimitée, au moins partiellement, par une paroi déformable (14) et contenant un fluide compressible sous une faible pn3ssion.

Description

[0001] La présente invention a pour objet un appareil à percussions mû par un fluide incompressible sous pression, tel qu'un fluide hydraulique.

[0002] Cet appareil possède la structure générale représentée à la figure 1 du dessin schématique annexé. Il comprend une masse frappante mobile (2) en forme de piston fournissant une succession de percussions sur un outil (3).

[0003] Le déplacement du piston (2) est obtenu par la mise en communication d'une chambre (4) située au-dessus du piston, alternativement avec un circuit haute pression et avec un circuit basse pression.

[0004] Une chambre annulaire (5) de faible surface et antagoniste à la chambre (4) est maintenue soit constamment, soit alternativement en relation avec le circuit haute pression, de telle sorte que la résultante des forces hydrauliques s'exerce alternativement dans un sens et dans l'autre.

[0005] La chambre (5) ménagée dans le cylindre (1) du corps de l'appareil est généralement séparée du milieu extérieur par une portée cylindrique (6) servant au guidage du piston (2), puis par une chambre (7) servant à collecter les inévitables fuites de fluide hydraulique passant par le jeu existant entre le piston (2) et la portée (6), un système d'étanchéité (8) étant prévu au-delà de la chambre (7), comportant un ou plusieurs joints d'étanchéité.

[0006] La chambre (7) de récupération de fluide hydraulique est habituellement mise en relation avec le circuit (9) de drainage de l'appareil qui est lui-même relié soit au circuit basse pression (10) de l'appareil, soit à un circuit extérieur (12) indépendant du drainage.

[0007] Le jeu annulaire existant entre la portée cylindrique (6) et le piston (2) est constamment rempli de fluide provenant de la chambre (5), la pression du fluide variant progressivement de la haute pression près de la chambre (5), à la pression du circuit de drainage près de la chambre (7).

[0008] Au moment de l'impact du piston (2) sur l'outil (3), une onde de compression parcourt le piston pendant un temps très bref. Cette onde de compression est accompagnée d'une onde de dilatation transversale du piston, qui réduit le volume de la chambre (7) et également le jeu annulaire entre le piston (2) et la portée cylindrique (6).

[0009] Cette brusque diminution de volume provoque, dans la chambre (7) qui est remplie de fluide incompressible, une onde de pression violente et brève qui se propage à l'intérieur de cette chambre (7) et dans le circuit de drainage (9) ou (12).

[0010] Compte-tenu de l'incompressibilité du fluide hydraulique et de l'inertie de celui-ci à s'échapper par les circuits (9), (12), il se produit à chaque impact une très forte montée en pression suivie d'une chute brutale, voire cavitation, due à l'écoulement du fluide dans le circuit de drainage, phénomène dont la nature est très préjudiciable pour la bonne tenue mécanique des joints de l'appareil et notamment du système d'étanchéité (8).

[0011] Le but de l'invention est de réduire de façon importante, voire d'éliminer les ondes de pression dans la chambre (7) et dans le circuit de drainage.

[0012] A cet effet, à la chambre de récupération du fluide hydraulique est associée une chambre tampon délimitée au moins partiellement par une paroi déformable et contenant un fluide compressible sous une faible pression.

[0013] Cette chambre tampon est capable, lors de l'impact du piston, de se déformer rapidement sous l'effet de la pression et, de ce fait, de dégager un certain volume pour le fluide repoussé par le piston lors de l'impact, évitant ainsi une augmentation importante de pression du fluide hydraulique dans la chambre de récupération de celui-ci.

[0014] Pendant le reste du cycle de l'appareil, le fluide s'écoule lentement dans le circuit de drainage, repoussé par la paroi déformable de la chambre tampon qui reprend sa forme initiale.

[0015] Selon une première possibilité, la chambre tampon est disposée à l'intérieur de la chambre de récupération de fluide hydraulique.

[0016] Selon une seconde possibilité, la chambre tampon est logée dans une cavité qui, ménagée dans le corps de l'appareil, communique avec la chambre de récupération du fluide hydraulique par au moins un canal de large section.

[0017] Selon une autre possibilité, la chambre tampon est logée à l'extérieur du corps de l'appareil et communique avec la chambre de récupération de fluide hydraulique par au moins un canal de large section.

[0018] La chambre tampon peut soit être disposée latéralement, soit être annulaire.

[0019] Selon une autre caractéristique de l'invention, la chambre tampon est soit étanche et remplie d'un gaz sous faible pression, soit remplie d'air, et mise à la pression atmosphérique par une communication avec l'extérieur.

[0020] 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 ce dispositif :

Figures 2 et 3 sont deux vues correspondant à quatre demi-coupes longitudinales de la partie de l'appareil contenant la chambre de récupération de fluide, correspondant à un premier type de montage de la chambre tampon ;

Figure 4 est une vue correspondant à deux demi-coupes longitudinales de la partie de l'appareil contenant la chambre de récupération de fluide, correspondant à un second type de montage de la chambre tampon ;

Figure 5 est une vue correspondant à deux demi-coupes longitudinales de la partie de l'appareil contenant la chambre de récupération de fluide, correspondant à un troisième type de montage de la chambre tampon.

[0021] Dans la forme d'exécution représentée aux figures 2 et 3, à l'intérieur de la chambre tampon (7) est monté un élément (13) dans lequel sont fixés les deux bords d'une membrane (14) délimitant avec l'élément (13) une chambre annulaire (15).

[0022] Les figures 2 et 3 représentent trois possibilités de montage de la membrane (14) sur des éléments (13) possédant des formes respectives différentes.

[0023] L'une des chambres tampons (15) représentée à la figure 3 est constituée par une membrane tubulaire (16). Dans la mesure où la membrane (14) est associée à un élément de fixation (13), la chambre tampon (15) peut soit être formée de manière étanche et contenir un gaz compressible sous faible pression, soit être remplie d'air et communiquer avec l'extérieur par exemple par un canal (17), représenté en pointillés au dessin.

[0024] Dans la forme d'exécution représentée à la figure 4, un élément (18) est fixé dans la chambre (7), qui ménage une cavité (19) dans laquelle est montée la chambre tampon (20).

[0025] Dans ce cas encore, la chambre tampon peut être constituée soit par un boyau tubulaire (22), soit par une membrane (23) dont les deux bords sont fixés dans l'élément (₁8).

[0026] La mise en communication de la cavité (19) contenant la chambre (20) avec la chambre (7), se fait soit par des canaux (24) ménagés dans le corps de l'appareil, soit par des canaux (25) ménagés dans l'élément (18).

[0027] La figure 5 représente un troisième type de chambre tampon selon lequel la chambre tampon (26) est disposée latéralement à l'appareil, et ménagée à l'extérieur de celui-ci dans la partie gauche et à l'intérieur de celui-ci dans la partie droite. Cette chambre (26) est séparée par une membrane (27) d'une chambre (28) communiquant avec la chambre de récupération de fluide (7) par un canal (29) de large section.

[0028] En fonction de la nature du fluide contenu dans la chambre (26), celle-ci pourra ou non communiquer avec l'extérieur par un canal (30).

[0029] D'un point de vue pratique, lors de l'impact du piston, la membrane délimitant, au moins partiellement, la chambre tampon va se déformer dans un sens de diminution du volume de la chambre tampon, augmentant ainsi le volume disponible pour le fluide hydraulique dans la chambre (7) et évitant une augmentation trop brutale de pression à l'intérieur de cette chambre.

[0030] Pendant le reste du cycle de l'appareil, le fluide s'écoule lentement par le circuit de drainage (9) ou (12), repoussé par la membrane déformable de la chambre tampon, qui reprend sa forme initiale.

[0031] Dans le mesure où le circuit de drainage (9) est relié au circuit basse pression (10) de l'appareil, il est prévu, sur le circuit de drainage (9), un clapet anti-retour (32), de telle sorte que le fluide ne puisse pas passer du circuit basse pression (10), vers la chambre (7) de récupération de fluide hydraulique. Ainsi, cette chambre se trouve isolée par rapport aux fluctuations de pression existant dans le circuit basse pression, le clapet (32) s'ouvrant lorsque la pression dans le circuit basse pression est plus faible que celle dans la chambre (7), permettant l'évacuation de l'excédent de fluide emmagasiné lors de la déformation de la chambre tampon.

[0032] Comme il ressort de ce qui précède, l'invention apporte une grande amélioration à la technique existante en fournissant un dispositif de conception simple assurant le maintien du circuit de drainage de l'appareil sous une pression de fluide dont les fluctuations sont modestes, épargnant ainsi aux joints et au système d'étanchéité de l'appareil, une destruction rapide.

Revendications

1. - Perfectionnement au système d'étanchéité entre le milieu hydraulique et le milieu extérieur d'un appareil à percussions mû par un fluide incompressible sous pression, du type comprenant un piston (2) qui, fournissant une succession de percussions sur un outil (3), est déplacé par la mise en communication d'une chambre (4) située au-dessus de lui alternativement avec un circuit haute pression et avec un circuit basse pression, une chambre annulaire (5), de faible surface et antagoniste à la chambre (4) étant prévue, qui est soit constamment, soit alternativement en relation avec le circuit haute pression, et qui est séparée du milieu extérieur par une portée cylindrique (6) servant de guidage au piston, une chambre (7) de récupération des fuites de fluide hydraulique et un système d'étanchéité (8), caractérisé en ce qu'à la chambre (7) de récupération du fluide hydraulique est associée une chambre tampon (15) délimitée, au moins partiellement, par une paroi déformable (14) et contenant un fluide compressible sous une faible pression.

2. - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre tampon (15) est disposée à l'intérieur de la chambre (7) de récupération de fluide hydraulique.

3. - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre tampon (20) est logée dans une cavité (19) qui, ménagée dans le corps de l'appareil, communique avec la chambre (7) de récupération du fluide hydraulique par au moins un canal (24, 25) de large section.

4. - Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la chambre tampon (15, 20) est annulaire.

5. - Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la chambre tampon (26) est disposée latéralement à l'appareil.

6. - Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que la chambre tampon (26) est logée à l'extérieur du corps de l'appareil et communique avec la chambre (7) de récupération de fluide hydraulique par au moins un canal (29) de large section.

7. - Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que la chambre tampon (26) est logée à l'intérieur du corps de l'appareil et communique avec la chambre (7) de récupération de fluide hydraulique par au moins un canal (29) de large section.

8. - Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la chambre tampon (15, -20, 26) est fermée de façon étanche et est remplie d'un gaz sous faible pression.

9. - Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la chambre tampon (15, 20, 26) est remplie d'air et communique avec le milieu extérieur.

Dessins