Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.
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Les appareils à percussion mus par un fluide sous pression,
communément appelés brise roche, sont des appareils de forte puissance et
sont installés sur des engins porteurs. Ils comprennent un corps,
généralement composé de plusieurs parties assemblées par des vis ou tirants.
Ces parties peuvent être regroupées selon deux fonctions:
- la ou les parties supérieures du brise roche portent l'ensemble du
mécanisme de frappe et en particulier le piston de frappe,
- la ou les parties inférieures portent, en particulier, I'outil destiné
à transmettre les chocs à la roche. Ces parties inférieures du corps sont
o généralement appelées guide-avant.
Pour obtenir un bon fonctionnement du brise roche, le guide-avant
doit assurer par rapport à l'outil un certain nombre de fonction:
- le guidage, c'est à dire maintenir la coaxialité entre le piston de
frappe et l'outil, supporter les efforts en flexion induits par l'engin porteur.Cette fonction est généralement assurée par une portée haute de guidage et
une portée basse de guidage,
- I'arrêt en rotation, par l'intermédiaire de pièces amovibles,
généralement appelées clavettes, qui supportent le couple résistant engendré
par l'enfoncement de l'outil dans le terrain,
- la retenue axiale de l'outil, lorsque celui-ci a tendance à
s'échapper du guide-avant, fonction également assurée par les clavettes
situées entre la portée haute de guidage et la portée basse.
Les solutions connues pour assurer ces fonctions ont toutes des
caractéristiques communes. Le guidage de l'outil s'effectue sur des portées
cylindriques, soit de mêmes diamètres, soit de diamètres différents. L'arrêt en
rotation et la retenue axiale de l'outil s'effectuent par une ou plusieurs
clavettes amovibles, cylindriques ou à méplats.
Compte tenu de l'importance des efforts exercés par l'engin
porteur sur le brise roche, les pressions de contact engendrées entre l'outil et3 0 ses portées de guidage sont très élevées. A cela, il faut ajouter que la
lubrification de ce guidage ne peut être assurée que d'une façon très
aléatoire .
Ces conditions de montage et de fonctionnement conduisent à des
grippages, des détériorations rapides des surfaces cylindriques en contact, à
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la diminution rapide de la qualité du guidage, et à l'endommagement des
clavettes et des portées de clavette.
Ces inconvénients sont inhérents, d ' une part, aux trop faibles
surfaces réellement en contact entre l'outil et son guidage cylindrique, et,
d'autre part, à la double fonction des clavettes. En effet, il est
mécaniquement difficile de réaliser des clavettes amovibles de grande
dimension qui puissent assurer, à la fois, la retenue axiale de l'outil et son
arrêt en rotation, sur des surfaces larges, donc peu sollicitées.
La présente invention fournit un dispositif de maintien remédiant à
ces inconvénients.
A cet effet, dans le dispositif selon l'invention, au moins l'un des
moyens de guidage en translation délimite une zone de calage en rotation
coopérant avec une zone de section complémentaire ménagée, au moins
localement, sur l'outil.
Grâce à cet agencement, le guidage de l'outil et son calage en
rotation sont assurés par les mêmes pièces, alors que la ou les clavettes
n'assurent que la retenue axiale de l'outil. Ces clavettes sont ainsi
déchargées du calage en rotation de l'outil qui est assuré exclusivement par
les deux zones de guidage ménagées dans l'un des moyens de guidage et sur
I'outil, zones pouvant présenter des surfaces beaucoup plus grandes et plus
aptes à résister aux efforts de torsion et de flexion.
De préférence, la courbe directrice de la zone de guidage en
translation et de calage en rotation comprend des points d'inflexion formant
des angles de séparation entre facettes.
De préférence, selon l'invention, la zone de guidage est
délimitée par l'alésage d'une douille de guidage et comporte, au moins, deux
paires de facettes actives opposées.
De préférence, selon l'invention, la zone de guidage est
délimitée par au moins deux paires opposées de plaquettes indépendantes,
rapportées dans l'alésage du corps de guide et comportant chacune une
facette active.
D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la
description qui suit en référence au dessin schématique annexé, représentant
A
~C~
à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs formes d'exécution de ce dispositifde guidage et de calage en rotation d'un outil de brise béton.
Figure 1 est une vue en perspective d'une forme d'exécution d'un
outil,
Figures 2 et 3 sont des vues de côté en coupe transversale
montrant l'outil de figure 2, respectivement, lorsqu'il est en position de
travail, et lorsqu'il est en position de butée sur les clavettes lorsque l'appareil
est soulevé,
Figure 4 est une vue en coupe transversale suivant IV-IV de figure
0 2 montrant les moyens de guidage de l'outil de figure 1,
Figures 5 et 6 sont des vues similaires à la figure 4 mais montrant
deux autres formes d'exécution des moyens de guidage en forme de douille
et de l'outil,
Figures 7 à 12 sont des vues en coupe transversale, similaires à la
figure 2, montrant d'autres formes d'exécution de l'outil et des moyens de
guidage, et plus spécialement des moyens de guidage ayant recours à des
plaquettes,
Figure 13 est une vue partielle en coupe longitudinale montrant
une autre forme d'exécution des moyens de guidage de l'outil,
Figures 14 et 15 sont des vues en coupe transversale montrant, à
échelle agrandie, I'application des moyens de guidage selon l'invention, à des
guides avant existants et comportant un alésage cylindrique.
Aux figures 2 et 3, la référence 2 désigne le guide avant
comportant, de façon connue, des moyens de guidage supérieurs 3 et
inférieurs 4, pour un outil 5 disposé coaxialement à un piston de frappe 6.
L'outil 5 est retenu longitudinalement dans le guide avant 2 par deux
clavettes transversales 7 traversant ce guide avant et coopérant chacune
avec une face de butée 8a faisant partie de deux encoches transversales 8
ménagées dans l'outil 5.
Selon l'invention, dans la forme d'exécution représentée aux
figures 1 à 6, le calage en rotation de l'outil 5 par rapport au guide avant 2
est assuré par deux moyens de guidage 3 et 4 qui comportent chacun une
zone de guidage dont la courbe directrice comporte des points d'inflexion
;~C~'~,4'i~
formant des angles 10 de séparation entre facettes 12, c'est à dire présente
des formes non circulaires, polygonales, ou pseudopolygonales.
Dans la forme d'exécution des figures 1 à 4, I'outil 5 présente une
section transversale carrée et coopère avec des douilles 3a et 4a, constituant
les moyens de guidage, supérieurs et inférieurs, ayant également un alésage
axial de section carrée.
Dans la forme d'exécution représentée à la figure 5, i'outil 5b
comporte deux méplats 14 constituant les facettes 12 et coopèrent avec une
douille 4c de section interne similaire.
0 A la figure 6, I'outil 5c est muni, dans ses méplats 14, de deux
facettes concaves 15. Cet outil coopère avec un alésage de même section
que lui ménagé dans une douille 4d portée par le guide avant 2.
Lorsque le brise roche est en appui sur la roche, I'extrémité
supérieure de l'outil vient en appui sur une face de butée 11 ménagée dans le
guide avant 2 pour limiter son engagement. L'effort de flexion communiqué à
l'outil est compensé par les forces de réaction s'exerçant sur les facettes 12
des moyens de guidage 3a-3b.
La figure 2 montre que les jeux transversaux J1-J2 prévus entre
l'outil 5 et ses moyens de guidage 3 et 4, quelles que soient leurs formes de
réalisation, sont inférieurs au jeu J ménagé entre les clavettes 7 et le fond
des encoches 8, afin que, en aucun cas, I'outil ne puisse venir en contact
avec les clavettes dans ses mouvements transversaux.
Lorsque l'outil est engagé profondément dans le sol et qu'un
couple résistant s'applique sur l'ensemble de la partie avant de l'appareil,
I'outil est calé en rotation par ses larges facettes actives venant en contact
avec les facettes en vis à vis des moyens de guidage 3 et 4. Le jeu J est
également déterminé de manière que les clavettes 7 ne puissent pas venir en
contact avec l'outil dans ses conditions de travail.
La figure 3 montre que, lorsque l'outil n'est plus en appui, les
clavettes de retenue 7 viennent en contact avec les faces de butée 8a des
encoches 8 et réalisent ainsi la retenue de l'outil dans le guide avant du briseroche.
Les formes d'exécution représentées aux figures 7 à 12 se
différencient des précédentes par le fait que chacun des moyens de guidage
~ C J ~
n'est pas constitué par une douille mais par au moins deux paires de
plaquettes opposées 20, rapportées dans le guide avant 2. Ces plaquettes
peuvent être réparties suivant les quatre côtés d'un carré ou d'un rectangle et
peuvent comporter des faces actives planes comme montré en 21 aux figures
5 7 et 8, des faces actives concaves comme montré en 22 aux figures 9 et 10,
ou convexes comme montré en 23 aux figures 11 et 12. Leur face dorsale
peut être plane ou convexe selon la forme de la face contre laquelle elles
s'appuient.
Dans toutes ces formes d'exécution, les plaquettes délimitent une
zone de guidage dont la courbe directrice comporte des points d'inflexion
délimitant des arêtes 10 et des facettes planes ou curvilignes. Bien entendu,
la section transversale de l'outil 5 est complémentaire de celle de la zone de
guidage, comme déjà décrit dans les formes d'exécution précédentes.
Dans la forme d'exécution représentée à la figure 13, seuls les
5 moyens de guidage supérieurs 3 sont composés de plaquettes 20 délimitant
une zone de guidage de section carrée, coopérant avec une zone carrée de
l'outil, tandis que les moyens de guidage inférieurs 4 sont constitués par une
douille 4a comportant un alésage cylindrique. Selon cette réalisation, I'outil 5présente, en partie haute, une section polygonale carrée, et au-dessous des
encoches 8, une section cylindrique.
Les efforts dus au couple résistant sont donc repris par les
plaquettes 20, tandis que le guidage de la partie basse de l'outil est assuré
par la douille 4, et que la retenue axiale est assurée par les clavettes 7.
Les mêmes résultats peuvent être obtenus dans une variante de
2 5 réalisation de la figure 13, variante dans laquelle le calage en rotation de
l'outil n'est pas assuré par les moyens de guidage supérieurs 3, mais par les
moyens inférieurs 4.
Les figures 14 et 15 montrent l'application du dispositif de
guidage selon l'invention à un guide avant 2 comportant un alésage
longitudinal de section circulaire 32.
A la figure 14, chacune des plaquettes 33 comporte une face
active plane 34 coopérant avec une face complémentaire de l'outil 5 et une
face dorsale semicylindrique 36 s'adossant contre la paroi de l'alésage 32. La
fixation des plaquettes est assurée par des vis radiales 36.
;~C~ tJ '
Dans la forme d'exécution représentée à la figure 15, les
plaquettes 38, de même type que celles 33 précitées, c'est à dire comportant
une face active plane 34 et une face dorsale semicylindrique 35, sont munies
sur leurs bords longitudinaux de faces pentues 39 destinées à coopérer avec
5 des coins 40 s'insérant entre deux plaquettes successives. Ces coins sont
fixés par des vis 42 les tirant radialement vers l'extérieur. Les plaquettes 38
sont ainsi bridées par leurs chants à l'intérieur de l'alésage cylindrique 32 duguide avant.
Il est évident que le dispositif de guidage avec calage en rotation
0 selon l'invention peut présenter toutes autres sections que celles décrites
jusqu'ici, pourvu que la combinaison des facettes de l'outil avec celles du ou
des moyens de guidage complémentaires, permette de reprendre le couple
résistant sur de larges surfaces de portées.
