Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.
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La présente invention concerne un outil a percus-
sion pour le décapage de surfaces.
Le brevet suisse No. 290,394 correspondant au bre~
vet U.S. No. 2,672,677 se rapporte à un outil portatif à percus~
sion muni d'un faisceau de tiges fi.nes ou d'aiguilles martelees
:, .
par un organe de frappe actionne pneuma-tiquement. Les extrémités
des aiguilles qui font saillie hors du carter de l'outil sont mi-
~,
ses au contact de la surface à decaper et l'action de frappe ré-
pétee des aiguilles à une certaine fréquence, déPendant du rapport
des masses en présence, attaque cette surface. Cet outil se pré~
sente sous la forme d'un pistolet alimenté par un compresseur~
Pour maintenir un écartement détermine entre les
aiguilles, celles-ci sont montées à travers des ouvertures respec- ;
tives d'un support appelé porte-aiguilles et sont retenues grâce
à des tetes formées à leurs extrémités situées à l'intérieur du
carter. Au bout de quelques dizaines d'heures de fonctionnement,
.,~ . ~,.
les aiguilles se cassent au niveau des tetes et les tro-us du ~ ~
,~ "~ ~
, porte-aiguilles sont peu à peu agrandis consécutivement au mar- ~
,, . ~
tèlement des têtes d'aiguilles de sorte que le porte-aiguilles
20 ~ doit~aussi être chanqé.
Jusqu'ici on a considéré cette usure comme normale
et inhérente à ce genre d'outil.
Le but de la presente invention est pracisement de <
- réduire cette usure tout en augmentan-t l'efficacité de l'outil. .-
A cet effet, cette invention a pour bbjet un outil
, a percussion pour le décapage de surfaces comprenant un carter
; allongé, à une extrémité duquel fait saillie un faisceau d'aiguil-
~ .:
les métalliques de décapage, un porte-aiguilles monte longitudina-
~:
lement coulissant à l'intérieur de ce carter, ce porte-aiguilles ~
~ ~ ,
présentant la forme d'une cuvette cylindrique dont le bord est
pressé élastiquement contre une enclume retenue par une butée et
dont le fond est percé d'ouvertures, lesdites aiguilles étant mon-
tées respectivement au travers ~ ces ouvertures, leurs extremités
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intérieures se terminant chacune par une tête servant de butée
axiale, un organe de frappe monte longitudinalement coulissant
dans ledit carter du côte de l'enclume oppose audit porte-aiguil-
les et des moyens moteurs pour amorcer et entretenir une serie
de percussions à frequence donnee dudit marteau con-tre ladite
enclume. Cet outil est caracterise par le fait que ledit porte-
aiguilles est en une matiere plas-tique dont l'énergie de déforma-
- tion est au moins égale à 10 kp.m/cm3, la tempéra-ture de fluage
au moins égale à 100C et la resistance au choc au moins egale
à 50 k~.cm/cm2~ - --
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.
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La figure unique du dessin annexé est une coupe longi-
tudinale illustrant, schématiquement et à titre d'exemple, une
forme d'exécution de l'outil objet de la présente invention.
Cet outil se présente sous la forme d'un pistolet com-
prenant un carter cylindrique 1 et une poignée 2. Un faisceau
d'aiguilles ou de tiges d'acier trempé 3 fait saillie à l'extré-
mité avant du carter 1. Ces aiguilles 3 sont montées à travers
un support appelé porte-aiguilles 4 monté coulissant dans le carter
1 et pressé élastiquement contre une enclume 5 par un ressort 6.
Ce porte~aiguilles est en matière plastique, dans cet
exemple en polyamide 6, réalisé soit par usinage, soit par moula- ~
ge par in~ection à partir d'une poudre ayant subi un conditionne- ~;
ment poussé en vue de la débarrasser au maximum de toute humidité
qui interfère avec les propriétés mécaniques de la matière moulée.
Ce porte-aiguilles se présente sous la forme d'une cuvette cylin-
drique dont le bord appuie contre l'enclume 5, tandis que le fond ;~
est percé d'ouvertures régulièrement réparties pour recevoir ;
les aiguilles 3 respectives du faisceau. L'extrémité intérieure de
~ chaque aiguille 3 se termine par une tete 3a, tronconique dans
'~ 20 cet exemple, logée ~ans un dégagement de forme correspondante
- ménagé à l'extrémité de chaque ouverture traversant le fond du
porte~aiguilles et située vers l'intérieur de la cuvette formant
ce porte-aiguilles.~
L'enclume 5 est constituée par un cylindre d'acier ~ -
monté librement dans le carter et prenant appui contre une-butée
solidaire de ce carter et formée par l'extrémité d'un organe
tu~ulaire 7 rapporté à l'intérieur du carter 1. Cette enclume
présente au moins une rainure longitudinale 5a pour permettre à
l'air de s'échapper comme on l'expliquera par la suite.
Un organe de frappe 8 appelé marteau et constitué par
; une sorte de piston est monté coulissant dans l'organe tubulaire 7.
Cet organe tubulaire est divisé en deux chambres 7a et 7b par
- 2 -
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.
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une saillie annu'Laire 7c qui est ajust~e autour du corps 8a
du marteau 8 tandis que la t~te 8b de ce marteau est montee
coulissante dans la chambre 7a m~nagée en arri~re de la salllie
annulaire 7c. Un condult 9 en forme de T sert à faire communiquer -'
5 les chambres 7a et 7b suivant la position axiale du marteau 8.
La chambre 7a est reliée a une source d'air sous pression par
un conduit 10 qul débouche dans la paroi laterale de la chambre
7a, en avant de la tête 8b du marteau lorsque celui-ci appuie
contre l'enclume 5.
Ce plstolet est alimenté par un compresseur non représent~
qui envoie de l'air sous pression dans la partie avant d~'la
chambre 7a de sorte que~e marteau 8 est poussé en arrière ~;
jusqu'à ce que la branche transversale du conduit 9 en T pén~tre
dans la chambre 7a, mettant alors en communication la partie avant
15 de cette chambre 7a avec sa partie arriere situee derrière la
tête 8b du marteau. Etant donné que la chambre 7a est à une pres-
sion supérieure à celle de la chambre 7b et que l'extrémité
arrière du marteau 8 sur laquelle s'exerce la pression régnant
dans la chambre 7a est supérieure à la surface de'la portée formee
20 entre la tête 8b et le corps 8a du marteau, le marteau est poussé ;~
vers l'avant contre l'enclume 50 En pénetrant dans la chambre 7b,
; la partie transversale du conduit 9 en T permet à l'air comprimé
dans la partie arrière de la chambre 7a de s'échapper, la rainure
lon~itudinale 5a servant a évacuer cet air vers l'avant du pis- '
25 tolet ~ travers le porte-aiguilles 4. Cet echappement de l'air
vers l'avant constitue en meme temps un moyen efficace de refroi~
dissement des organes de l'outil.
Lorsque le pistolet travaille au decapage d'une surface, les
aiguilles 3 sont ~ormalement appliquées contre l'enclume 5 au '~
30 moment o~ le marteau 8 frappe contre la face arrière de cette ''
enclume. A la suite de la percussion du marteau 8 contre l'enclume
5, cette derni~re communique son énergie aux aiguilles 3 ainsi -~
qu'au porte-aiguilles 4 et au ressort 6. Le cycle decrit recom~
'mence, étant donne que l'air comprime est amené en continu par
'~ 35 le conduit 10 dans la chambre 7a. La fréquence de frappe est es-
sentiellement donnée par les dimensions et le rapport des dif~
férentes masses en présence. ~
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Les essais effectués avec un tel pistolet dont le porte-
aiguilles est r~alis~ en polyamide 6 ont montré que la duree
de vie des aiguilles qui était de quelques dizaines d'heures
avec le porte-aiguilles acier connu, devient pratiquement il-
limitée. Quant au porte-aigullles, sa durée de vie, suivant
le mode de fabrication (~njection ou usinage) ainsi que l'etat
de conditionnement du plastique utilisé peut etre sensiblement
~gale, voire supérieure ~ celle du porte-aiguilles acier et
peut même 8tre jus~u'~ deux ~ol~ ~ur~rleure, notamment
lorsque le porte-aiguilles est usine au moins en partie. On a
constaté en outre que le rendement du pistolet muni d'un porte-
aiguilles en polyamide 6 est notablement amélioré~ Le d~capage
d'une surface de 0.125 m2 a été effectué, d'une part, en 10 min
50 " avec le porte-aiguilles acier, d'autre part, en 7 min 10 "
avec le porte-aiguilles en polyamide 6.
En fait~ les essais très pousses qui ont été effectués syst~-
matiquement avec une grande variete de matières plastiques ont
montre qu'il existe très peu de matieres plastiques reunlssant
l'ensemble des propri~tés permettant de satisfalre aux diverses
contraintes auxquelles est soumis le porte-aiguilles. C'est sans
doute ce qui explique la raison pour laquelle aucun constructeur
n'avait pens~ jusqu'ici recourir à une matière plastique pour
remedier à l'usure rapide des aiguilles. Etant donn~ que le
porte-aigullles est la pi~ce qui, avec les aiguilles, est soumise
a l'usure la plus forte de tous les organes du pistolet, il
était inattendu que la matière plastique resisterait autant, sino~ ;
mieux que l'acier et permettrait de supprimer la casse des aigull-
les.
En fait, les essais susmentionn~s ont permis de dresser la
liste des caracteristiques essentielles que la matIère plastique
doit necessairement presenter pour être utilisable.
Cette matiare doit posseder une energie de deformation assez
elevee, c'est-~-dire l'energie de deformation absorbee avant
la rupture, qui peut 8tre trouvée en multipliant la resistance
limite ~ la traction par la deformation du materiau à la rupture.
~ Cette energie de deformation qui est d'environ 10 kp. m/cm3 pour
l'acier utilisé jusqu'lci pour realiser le porte-aiguilles est
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. . . , ; ................................. .
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dc 15 ~1 20 kp. m/cm3 ~our le pol.y~mide 6.
r.a te~m~erature ~e 1uage du ~at~riau doit etre assez elevee
et c'est un des crit~res pour lesquels de nombreuses matl~res
plastiques sont éliminées. Compte tenu du refroidissement très
efficace du porte-aiguilles par l'air s'échappant de la chambrs
7b ~ travers les rainures 5a de l'enclume 5 et le porte-aiguilles
4, cette temperature de fluage doit au moins atteindre 100C, celle
du polyamide 6 ~tant située au voisinaqe de 2~0 C. Les sources
d'échauffement du porte-aiguilles sont de deux sortes, le frot-
tement entre les aiguilles et le porte-aigullles et la transforma-
tion de l'énergie cinétique des différents organes du pistolet,
en parti.culier des aiguilles, en chaleur lors des chocs.
Enf.in, cette matiare doit résister aux chocs. Il y a plusieurs
fa~ons de déterminer cette caractéristique, la plus courante
ayant recours à un pendule de masse connue, frappant un échantil~
lon encoché et en calculant l'énergie potentielle conservée par
le pendule après le choc.
Cet essai dépend du type d'encoche faite dans l'échantillon
et souvent celui-ci ne casse pas, si~ne d'une résistance élev~e
aux chocs. Des mesurès de résistance aux chocs selon la norme
DIN 53 453 exprimée e~9 kp. cm/cm2 donne 100 pour le Nylon,
9 ~ 10 pour le Delrin, 2 à 3 pour le PVC. Les matières plastiques
chargées, contenant des lubrifiants, ont une plus faible résis-
tance aux chocs. Ainsi le polyamide 66 + MoS2 présente une
réslstance de 15 à 20, tandis que le materiau seul a une résis-
tance sensiblement ~quivalentc ~ celle du Nylon. Ces additifs
semblent ~alement réduire la valeur de l'ener~ie de deformation.
Tous les essais ont été effectués avec des ~iguill.es en aci.er
trempé.
Les amélioratlons constatées aussi bien en ce qui concerne
l'usure des organes que le rendement proviennent egalement de
la faible masse du porte-aiguilles en plastique due au poids
specifique de la matière plastique beaucoup plus bas que celui
de l'acier. Par conséquent, la masse du porte-aiguilles s'ap-
prochant de celle de chaque aiguille, le mouvement du porte-
aiguilles tend à suivre celui des aiguilles, au moment du choc ~ ~
' . . .
~7(~9~3
cntre les têtes d'aicJuilles et le porte-aiguilles, r~uisant
les contraintcs r~sultant de ces chocs, ce qui explique la dls-
parition de la Gasse des aiguilles qui se produisalt au nlveau
de la tête. La d~formation plu5 importante de la mati~re plas-
tique lors de chaque choc att~nue sensiblement les vibratlonsal~atoires que l'on rencontre avec un porte-ai~uilles en acier.
C'est sans doute ce qui explique ~galement pourquoi le porte-
aiguilles en matière plastique est capable de resister au moins
aussi longtemps, voire jusqu'a deux fois plus longtemps qu'un
porte-aiguilles en acier, celui-l~ etant soumis ~ des sollicita-
tions plus faibles que ce dernier.
Le porte-aiguilles se déplace ~ l'encontre de la pression
exercee par le ressort 6 de sorte que l'energie necessaire pour
comprimer ce ressort est perdue. La forte reduction de masse du
porte-aiguilles due ~ l'utilisation de matière plastique permet,
par consequent, de réduire la perte d'ener~ie par une plus ; -
faible sollicitation du ressort, ce qui explique l'augmentation
d'efficacité du pistolet muni du porte-aigullles plastique. Cette
efficacité accrue s'accompagne par ailleurs d'une reduction de la ~`~
20 consommation d'air comprim~ qu'il est difficile de chiffrer parce
.
que difficile à mesurer. Par consequent, le rendement plus eleve
du pistolet et la plus faible consommation d'air conduisent à
une importante diminution de la consornmation d'energie et à une
productivite accue. On peut encore re:Lever que le porte-aiguilles
25 en matière plastique moule~ partiellement moule ou d~collete
est d'un prix de revient inferieur ~ celui du porte-aiguilles en
acier tremp~
Il est évidemment possible d'utiliser un autre moyen moteur
que l'air comprime pour l'entraînement du marteau 8, par exemple
30 des moyens électriques du genre de ceux utilises pour les ~;
perceuses à percussions. ;~
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.. . , ~ . -
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... . . , ~ . . . ;, . . . . . . . . , .. . . , . , . . ; . . . . : . .
