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1. (WO2017093361) ROCK BREAKING DEVICE
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DISPOSITIF BRISE ROCHES

DOMAINE TECHNIQUE

La présente invention se rattache au domaine des engins de travaux publics. Elle concerne un appareil hydraulique à percussions de type « brise-roches » ou analogue.

A T ANTERIEUR

Tel que décrit sur les Figures 1 et 2 illustrant l'état de la technique, les appareils hydrauliques à percussions 100 appelés « dispositifs brise-roches » sont généralement constitués d'un corps contenant une cellule de frappe 120 protégée de l'environnement extérieur par une structure mécano-soudée qui permet également d'assurer la fixation de la cellule de frappe 120 à un engin porteur 11.

La cellule de frappe 120 comporte une partie avant mécanique graissée qui porte un outil 250 destiné à venir au contact d'un rocher à briser. L'outil 250 est guidé par des bagues d'usure, retenu en translation dans un sens par un système de clavettes et dans l'autre sens par une butée d'emmanchement 300 qui permet de transmettre l'appui du porteur 11. Une partie centrale de la cellule de frappe 120 comporte un piston de frappe 160 mobile en translation dans un cylindre de sorte à percuter l'outil 250. Une troisième partie de la cellule de frappe 120 peut être située latéralement ou au-dessus du cylindre et comprend un circuit hydraulique assurant un déplacement alternatif cadencé du piston de frappe 160.

Les déplacements du piston de frappe 160 sont commandés par deux chambres annulaires 140, 150 antagonistes alimentées alternativement en fluide sous pression. La cellule de frappe 120 comporte également une chambre de compression 290, contenant un gaz compressible, disposée au-dessus du piston de frappe 160. Lorsque le dispositif 100 est actionné, une première phase consiste à déplacer le piston de frappe 160 dans la chambre de compression 290 par application d'une pression dans la chambre annulaire inférieure 150, comprimant ainsi le gaz dans la chambre de compression 290.

Une deuxième phase consiste à annuler l'effet de la pression dans la chambre annulaire inférieure 150, en alimentant sensiblement à la même pression la chambre annulaire supérieure 140. La force complémentaire à celle crée par le gaz compressible alors appliquée sur le piston de frappe 160 dépend de la différence de surface entre les chambres annulaires 140, 150 et cette différence de surface est généralement faible. Dans une troisième phase, le gaz compressible se détend et déplace violement le piston de frappe 160 vers le bas impactant l'outil 250 avec suffisamment de force pour briser une roche.

Les chambres annulaires 140, 150 sont alimentées par un circuit Haute Pression 170 et un circuit Basse Pression 180. De préférence, le circuit Haute Pression 170 est relié à une pompe-hydraulique et le circuit Basse Pression 180 est relié à un réservoir ouvert de l'engin porteur 11. La chambre annulaire supérieure 140 est connectée soit au circuit Haute Pression 170 soit au circuit Basse Pression 180 par l'intermédiaire d'un actionneur 200, par exemple un distributeur. La position de l'actionneur 200 est commandée par la position du piston de frappe 160. A cet effet, le piston de frappe 160 comporte une chambre d'actionnement 280 pouvant être connectée d'une part au circuit Basse Pression 180 et d'autre part au circuit de commande 210 de l'actionneur 200. Le circuit de commande 210 de l'actionneur 200 comporte un canal débouchant dans la chambre annulaire inférieure 150 lors de la montée du piston de frappe 160. La chambre annulaire inférieure 150 étant connectée avec le circuit Haute Pression 170 du circuit hydraulique, le circuit de commande 210 est ainsi connecté au circuit Haute Pression 170 ce qui entraîne une commande de l'actionneur 200 de sorte à relier la chambre annulaire supérieure 140 avec le circuit Haute Pression 170 du circuit hydraulique. Lors de la descente du piston de frappe 160, la chambre d'actionnement 280 relie le circuit de commande 210 avec le circuit Basse Pression 180. Le circuit de commande 210 est ainsi relié au circuit Basse Pression 180 ce qui entraîne un déplacement du tiroir de l'actionneur 200 de sorte à relier la chambre annulaire supérieure 140 avec le circuit Basse Pression 180. La commande de l'actionneur 200 est donc effectuée de manière hydraulique en fonction de la position du piston de frappe 160.

Cependant, lorsque la pression du circuit Haute Pression 170 dépasse une valeur seuil, par exemple lors d'une mauvaise manipulation d'un opérateur agissant sur l'engin porteur 11, la vitesse du piston de frappe 160 augmente. La commande de l'actionneur 200 étant réalisée en fonction de la position du piston de frappe 160, la durée des cycles de commande de l'actionneur 200 diminue également lorsque la vitesse du piston de frappe 160 augmente provoquant un emballement de la vitesse du piston de frappe 160. Par ailleurs, la course du piston de frappe 160 augmente également dans la chambre de compression 290. Ainsi, un sur-débit du circuit Haute Pression 170 peut engendrer une survitesse du piston de frappe 160 par rapport à une vitesse limite admissible pour la tenue à la fatigue et aux usures du dispositif 100. En outre, des avaries peuvent également apparaître en raison de cette survitesse.

Pour résoudre ce problème, il est connu de la demande de brevet américain N° US 2008/0296035, tel que représenté sur le Figure 2, d'utiliser un fusible hydraulique 110 positionné entre le circuit Haute Pression 170 et le circuit Basse Pression 180 de sorte à renvoyer une partie du débit du circuit Haute Pression 170 vers le circuit Basse Pression 180 lorsque la pression du circuit Haute Pression 170 dépasse une valeur seuil. Cependant, cette solution est complexe à intégrer dans le corps de l'appareil.

La demande de brevet internationale N° WO 2008/149030 propose une solution alternative consistant à dévier le débit excédentaire directement au réservoir de l'engin porteur. Cependant, cette solution nécessite de modifier l'engin porteur.

La demande de brevet français N° FR 2916377 de la présente Demanderesse propose une solution consistant à mesurer le débit au niveau du circuit Haute Pression 170 et à dévier le débit excédentaire vers le circuit Basse Pression 180 lorsque le débit du circuit Haute Pression 170 dépasse une valeur prédéterminée. La déviation du débit est effectuée par un dispositif de régulation de débit disposé dans la cellule de frappe 120 au niveau d'une extrémité supérieure du piston de frappe 160. Cependant, cette solution augmente l'encombrement radial de la partie supérieure de la cellule de frappe 120.

L'augmentation de l'encombrement de la cellule de frappe 120 augmente aussi la complexité de montage et de conception du dispositif brise roches. En outre, cette solution n'est pas mise en œuvre pour les dispositifs de faible puissance car l'encombrement de la solution de protection contre les sur-débits serait trop important comparativement au volume de la cellule de frappe 120.

Le problème technique de l'invention consiste donc à proposer un dispositif brise roches muni d'une protection contre les sur-débits dont l'encombrement est réduit.

EXPOSE DE L'INVENTION

La présente invention propose de résoudre ce problème au moyen d'un dispositif brise roches muni d'une protection contre les sur-débits dont la commande est effectuée en fonction de la course du piston.

A cet effet, l'invention concerne un dispositif brise roches comportant une cellule de frappe présentant au moins une chambre d'actionnement, un piston de frappe mobile en translation dans la cellule de frappe, et un circuit hydraulique comportant une source d'alimentation hydraulique présentant un circuit Haute Pression et un circuit Basse Pression, et un actionneur configuré pour relier le circuit Haute Pression ou le circuit Basse Pression à la chambre d'actionnement de sorte à déplacer le piston en translation dans la cellule de frappe dans une zone de déplacement normale dont les limites sont variables en fonction de la différence de pression entre le circuit Haute Pression et le circuit Basse Pression. La cellule de frappe comporte également des moyens de dépressurisation configurés pour commander une mise en communication hydraulique du circuit Haute Pression avec le circuit Basse Pression lorsque le piston de frappe sort d'une zone de déplacement prédéterminée.

L'invention permet ainsi d'utiliser l'augmentation de la course normale du piston de frappe lorsqu'il y a des sur-débits pour commander un transfert de débit du circuit Haute Pression vers le circuit Basse Pression permettant ainsi de limiter l'encombrement du dispositif brise roches. En outre, l'intégration et le montage de la protection contre les sur-débits avec les éléments existants est facilitée.

Selon un mode de réalisation, les moyens de dépressurisation comportent :

- une gorge disposée sur le piston de frappe, et

- une portion de régulation connectée d'une part au circuit Haute Pression et d'autre part au circuit Basse Pression, la portion de régulation étant obturée par le piston de frappe lorsque le piston de frappe est mobile dans la zone de déplacement prédéterminée,

- ladite gorge étant destinée à pénétrer dans la portion de régulation lorsque le piston de frappe sort de la zone de déplacement prédéterminée de sorte à mettre en communication hydraulique le circuit Haute Pression avec le circuit Basse Pression à travers la portion de régulation.

Ce mode de réalisation est particulièrement simple à réaliser car la réalisation d'une gorge dans le piston de frappe est un processus classique.

Selon un mode de réalisation, les moyens de dépressurisation comportent :

- une valve de dépressurisation connectée d'une part au circuit Haute Pression et d'autre part au circuit Basse Pression, la valve de dépressurisation pouvant adopter deux positions : une position de maintien dans laquelle le circuit Haute Pression est déconnecté du circuit Basse Pression, et une position de dépressurisation dans laquelle le circuit Haute Pression est connecté au circuit Basse Pression,

- la position de ladite valve de dépressurisation étant commandée par un circuit hydraulique,

- une portion de régulation connectée d'une part au circuit Haute Pression et d'autre part au circuit hydraulique, la portion de régulation étant obturée par le piston de frappe lorsque le piston de frappe est mobile dans la zone de déplacement prédéterminée de sorte que le circuit hydraulique commande la valve de dépressurisation dans la position de maintien, et

- une gorge disposée sur le piston de frappe,

- ladite gorge étant destinée à pénétrer dans la portion de régulation lorsque le piston de frappe sort de la zone de déplacement prédéterminée de sorte que le circuit hydraulique commande la valve de dépressurisation dans la position de dépressurisation.

Ce mode de réalisation permet de limiter le débit dans la gorge car le fluide qui passe par la gorge sert uniquement à commander la valve de dépressurisation.

Selon un mode de réalisation, les moyens de dépressurisation comportent :

- une gorge et une excroissance annulaire disposées consécutivement sur le piston de frappe, et

- une portion de régulation connectée d'une part au circuit Basse Pression et d'autre part à la chambre d'actionnement, l'excroissance annulaire obturant un canal de communication hydraulique entre la portion de régulation et la chambre d'actionnement lorsque le piston de frappe est mobile dans la zone de déplacement prédéterminée,

- ladite gorge étant destinée à pénétrer dans la chambre d'actionnement lorsque le piston de frappe sort de la zone de déplacement prédéterminée de sorte à mettre en communication hydraulique la chambre d'actionnement avec la portion de régulation à travers un canal passant par la gorge.

Ce mode de réalisation permet de limiter l'encombrement du dispositif en disposant la chambre d'actionnement en communication hydraulique avec la portion de régulation.

Selon un mode de réalisation, le dispositif comportant deux chambres d'actionnement, une chambre d'actionnement supérieure et une chambre d'actionnement inférieure, la portion de régulation est positionnée au-dessus de la chambre d'actionnement supérieure.

Selon un mode de réalisation, le dispositif comportant deux chambres d'actionnement, une chambre d'actionnement supérieure et une chambre d'actionnement inférieure, la portion de régulation est positionnée au-dessous de la chambre d'actionnement supérieure.

Selon un mode de réalisation, le dispositif comportant deux chambres d'actionnement, une chambre d'actionnement supérieure et une chambre d'actionnement inférieure, la portion de régulation est positionnée entre les deux chambres d'actionnement.

Selon un mode de réalisation, le dispositif comporte des moyens de freinage hydrauliques du piston de frappe configurés pour ralentir la course du piston de frappe lorsque le piston de frappe sort de la zone de déplacement prédéterminée. Ce mode de réalisation permet de calibrer la quantité de fluide transmisse entre le circuit Haute Pression et le circuit Basse Pression lorsque le piston de frappe sort de la zone de déplacement prédéterminée.

Selon un mode de réalisation, les moyens de freinage hydrauliques comportent un gicleur connecté au circuit Basse Pression et configuré pour extraire une partie d'un fluide hydraulique contenu dans les moyens de freinage hydrauliques. Ce mode de réalisation permet également de calibrer la quantité de fluide transmisse entre le circuit Haute Pression et le circuit Basse Pression lorsque le piston de frappe sort de la zone de déplacement prédéterminée.

Selon un mode de réalisation, les moyens de freinage hydrauliques comportent :

- un canal reliant la chambre d'actionnement avec le circuit Basse Pression,

- une excroissance annulaire disposée sur le piston de frappe, et

- une bague mobile dans la chambre d'actionnement,

- la bague étant positionnée pour obturer le canal lorsque le piston de frappe est mobile dans la zone de déplacement prédéterminée,

- l'excroissance annulaire étant destinée à pénétrer dans la bague lorsque le piston de frappe sort de la zone de déplacement prédéterminée de sorte à créer un compartiment de vidange dont la pression est suffisante pour déplacer la bague et établir une communication hydraulique entre le compartiment de vidange et le canal,

- l'excroissance annulaire étant extraite de la bague et la bague étant repositionnée pour obturer le canal lorsque la différence de pression entre la chambre d'actionnement et le compartiment de vidange est supérieure à une valeur seuil.

Ce mode de réalisation permet d'assurer un freinage du piston de frappe de sorte à calibrer la quantité de fluide transmisse entre le circuit Haute Pression et le circuit Basse Pression lorsque le piston de frappe sort de la zone de déplacement prédéterminée.

En outre, ce mode de réalisation limite l'encombrement du système de freinage puisqu'il est intégré à la chambre d'actionnement.

Selon un mode de réalisation, les moyens de freinage hydrauliques (35) comportent :

- une excroissance annulaire disposée sur le piston de frappe, et

- une bague mobile dans la chambre d'actionnement,

- l'excroissance annulaire étant destinée à pénétrer dans la bague lorsque le piston de frappe sort de la zone de déplacement prédéterminée de sorte à créer un compartiment de vidange dont la pression est suffisante pour déplacer la bague autour de l'excroissance annulaire,

- le fluide contenu dans le compartiment de vidange étant apte à rejoindre la chambre d'actionnement par un canal périphérique ménagé autour de la bague lorsque la bague est déplacée sur l'excroissance annulaire de sorte à réduire la différence de pression entre le compartiment de vidange et la chambre d'actionnement et extraire l'excroissance annulaire de la bague.

Ce mode de réalisation permet également d'assurer un freinage du piston de frappe de sorte à calibrer la quantité de fluide transmisse entre le circuit Haute Pression et le circuit Basse Pression lorsque le piston de frappe sort de la zone de déplacement prédéterminée. En outre, ce mode de réalisation limite l'encombrement du système de freinage puisqu'il est intégré à la chambre d'actionnement et ne présente pas de canal reliant la chambre d'actionnement avec le circuit Basse Pression.

DESCRIPTION SOMMAIRE DES FIGURES

La manière de réaliser l'invention ainsi que les avantages qui en découlent, ressortiront bien du mode de réalisation qui suit, donné à titre indicatif mais non limitatif, à l'appui des figures annexées dans lesquelles les figures 1 à 11 représentent :

- Figure 1, état de la technique : une vue en perspectives d'un engin porteur équipé d'un dispositif brise roches ;

- Figure 2, état de la technique : une représentation schématique en coupe du dispositif brise roches de la Figure 1 ;

- Figure 3 : une représentation schématique en coupe d'un dispositif brise roches selon un premier mode de réalisation de l'invention ;

- Figure 4 : une représentation schématique en coupe d'un dispositif brise roches selon un second mode de réalisation de l'invention ;

- Figure 5 : une représentation schématique en coupe d'un dispositif brise roches selon un troisième mode de réalisation de l'invention ;

- Figure 6 : une représentation schématique en coupe d'un dispositif brise roches selon un quatrième mode de réalisation de l'invention ;

- Figure 7 : une représentation schématique en coupe d'un dispositif brise roches selon un cinquième mode de réalisation de l'invention ;

- Figure 8 : une représentation schématique en coupe d'un dispositif brise roches selon un sixième mode de réalisation de l'invention ;

- Figures 9-11 : une représentation schématique en coupe d'un dispositif brise roches selon un septième mode de réalisation de l'invention ; et

- Figure 12 : une représentation schématique en coupe d'un dispositif brise roches selon un huitième mode de réalisation de l'invention.

DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE L'INVENTION

Dans la description, l'appareil hydraulique à percussions 10a- lOf est décrit en supposant qu'il est positionné dans sa configuration la plus commune, à savoir verticalement, c'est-à-dire avec l'outil 25 orienté verticalement au contact d'une surface à détruire tel qu'illustré sur la Figure 1.

La Figure 3 illustre un appareil hydraulique à percussions 10a appelé « dispositifs brise-roches » destiné être monté sur un engin porteur 11 tel qu'illustré sur la Figure 1. Le dispositif brise-roches 10a comporte une cellule de frappe 12a protégée de l'environnement extérieur par une structure mécano-soudée, non représentée, qui permet également d'assurer la fixation de la cellule de frappe 12a à l'engin porteur 11.

La cellule de frappe 12a comporte une partie avant mécanique graissée qui porte un outil 25 destiné à venir au contact d'un rocher à briser.

L'outil 25 est guidé par des bagues d'usure, retenu en translation dans un sens par un système de clavettes et dans l'autre sens par une butée d'emmanchement 30 qui permet de transmettre l'appui du porteur 11. Une partie centrale de la cellule de frappe 12a comporte un piston de frappe 16 mobile en translation dans la cellule de frappe 12a de sorte à percuter l'outil 25. Une troisième partie de la cellule de frappe 12a peut être située latéralement ou au-dessus du piston de frappe 16 et comprend un circuit hydraulique assurant un déplacement alternatif cadencé du piston de frappe 16.

Les déplacements du piston de frappe 16 sont commandés par deux chambres 14, 15 antagonistes alimentées alternativement en fluide sous pression. A cet effet, le piston de frappe 16 comporte un épaulement supérieur 26 sur lequel un fluide contenu dans la chambre supérieure 14 peut prendre appui pour déplacer le piston de frappe 16 vers le bas et un épaulement inférieur 27 sur lequel un fluide contenu dans la chambre inférieure 15 peut prendre appui pour déplacer le piston de frappe 16 vers le haut. La cellule de frappe 12a comporte également une chambre de compression 29, contenant un gaz compressible, disposée au-dessus du piston de frappe 16. Lorsque le dispositif 10a est actionné, une première phase consiste à déplacer le piston de frappe 16 dans la chambre de compression 29 par application d'une pression dans la chambre inférieure 15, comprimant ainsi le gaz dans la chambre de compression 29. Une deuxième phase consiste à annuler l'effet de la pression dans la chambre inférieure 15, en alimentant sensiblement à la même pression la chambre supérieure 14. La force alors appliquée sur le piston de frappe 16 dépend de la différence de surface entre les épaulements 26, 27. Cette différence de surface est généralement faible. Dans une troisième phase, le gaz compressible se détend et déplace violement le piston de frappe 16 vers le bas, impactant l'outil 25 avec suffisamment de force pour briser une roche.

Les chambres 14, 15 sont alimentées par un circuit Haute Pression 17 et un circuit Basse Pression 18. De préférence, le circuit Haute Pression 17 est relié à une pompe hydraulique et le circuit Basse Pression 18 est relié à un réservoir ouvert de l'engin porteur 11. La chambre supérieure 14 est connectée soit au circuit Haute Pression 17 soit au circuit Basse Pression 18 par l'intermédiaire d'un actionneur 20, par exemple un distributeur. La position de Γ actionneur 20 est commandée par la position du piston de frappe 16.

A cet effet, le piston de frappe 16 comporte une chambre d'actionnement 28 pouvant être connectée d'une part au circuit Basse Pression 18 et d'autre part au circuit de commande 21 de l'actionneur 20. Le circuit de commande 21 de l'actionneur 20 comporte à canal débouchant dans la chambre inférieure 15 lors de la montée du piston de frappe 16. La chambre inférieure 15 étant connectée avec le circuit Haute Pression 17 du circuit hydraulique, le circuit de commande 21 est ainsi connecté au circuit Haute Pression 17, ce qui entraîne une commande de l'actionneur 20 de sorte à relier la chambre supérieure 14 avec le circuit Haute Pression 17 du circuit hydraulique. Lors de la descente du piston de frappe 16, la chambre d'actionnement 28 relie le circuit de commande 21 avec le circuit Basse Pression 18. Le circuit de commande 21 est ainsi relié au circuit Basse Pression 18 ce qui entraîne un déplacement du tiroir de l'actionneur 20 de sorte à relier la chambre supérieure 14 avec le circuit Basse Pression 18. La commande de l'actionneur 20 est donc effectuée de manière hydraulique en fonction de la position du piston de frappe 16.

Cependant, lorsque la pression du circuit Haute Pression 17 dépasse une valeur seuil, par exemple lors d'une mauvaise manipulation d'un opérateur agissant sur l'engin porteur 11, la vitesse du piston de frappe 16 augmente. La commande de l'actionneur 20 étant réalisée en fonction de la position du piston de frappe 16, la durée des cycles de commande de l'actionneur 20 diminue également lorsque la vitesse du piston de frappe 16 augmente provoquant un emballement de la vitesse du piston de frappe 16. Par ailleurs, la course du piston de frappe 16 augmente également dans la chambre de compression 29. Ainsi, un sur-débit du circuit Haute Pression 17 peut engendrer une survitesse du piston de frappe 16 par rapport à une vitesse limite admissible pour la tenue à la fatigue et aux usures du dispositif 10a. En outre, des avaries peuvent également apparaître en raison de cette survitesse.

Pour résoudre ce problème, le premier mode de réalisation, illustré sur la Figure 3, propose de disposer une gorge 23 sur le piston de frappe 16 de sorte à coopérer avec une portion de régulation 22 disposée dans le corps de la cellule de frappe 12a.

La portion de régulation 22 est connectée d'une part au circuit Haute Pression 17 et, d'autre part au circuit Basse Pression 18. La section du piston de frappe 16 est adaptée à la section interne de la cellule de frappe 12a de sorte que la portion de régulation 22 soit obturée par le piston de frappe 16 lorsque le piston de frappe 16 est mobile dans une zone de déplacement prédéterminée.

La zone de déplacement prédéterminée correspond à une utilisation réglementée du dispositif 10a dans laquelle le débit du circuit Haute Pression 17 est inférieur à une valeur seuil. De préférence, la zone de déplacement prédéterminée correspond également à un fonctionnement du dispositif dans lequel le dispositif coopère avec un outil. Ainsi, l'invention ne concerne pas les dispositifs visant à prévenir une absence d'outil.

L'association de la gorge 23 et de la portion de régulation 22 forme des moyens de dépressurisation permettant de mettre en communication hydraulique le circuit Haute Pression 17 avec le circuit Basse Pression 18 en fonction de la position du piston de frappe 16 dans la cellule de frappe 12a.

De préférence, le piston de frappe 16 présente une forme de révolution coopérant avec des chambres 14, 15 annulaires. Le piston de frappe 16 peut comporter des joints d'étanchéité disposés de part et d'autre de la gorge 23.

La Figure 4 illustre un second mode de réalisation d'une cellule de frappe 12b d'un dispositif 10b dans lequel la portion de régulation 22 est reliée au circuit Haute Pression 17 de sorte à commander une valve de dépressurisation 32. La valve de dépressurisation 32 est mobile entre deux positions : une position de maintien dans laquelle le circuit Haute Pression 17 est déconnecté du circuit Basse Pression 18, et une position de dépressurisation dans laquelle le circuit Haute Pression 17 est connecté au circuit Basse Pression 18. La position de ladite valve de dépressurisation 32 est commandée par un circuit hydraulique 31 relié à la portion de régulation 22. Un ressort de rappel 33 est agencé pour mettre la valve de dépressurisation 32 dans la position de maintien lorsque le circuit Haute pression 17 n'est pas connecté au circuit hydraulique 31.

De la même manière que pour le premier mode de réalisation de la Figure 3, la portion de régulation 22 est obturée par le piston de frappe 16 lorsque le piston de frappe 16 est mobile dans la zone de déplacement prédéterminée. Ainsi, le circuit hydraulique 31 n'est pas relié au circuit Haute Pression 17 et le ressort de rappel 33 met la valve de dépressurisation 32 dans la position de maintien. Lorsque le piston de frappe 16 sort de la zone de déplacement prédéterminée, le circuit hydraulique 31 est relié au circuit Haute pression 17 et commande la valve de dépressurisation 32 dans la position de dépressurisation en surmontant la force de rappel du ressort de rappel 33.

Ces deux modes de réalisation, illustrés sur les Figures 3 et 4, permettent de transmettre une partie du fluide du circuit Haute Pression 17 vers le circuit Basse Pression 18. La quantité de fluide qui est ainsi transmise dépend du temps de communication entre les circuits Haute Pression 17 et basse Pression 18. Pour calibrer la quantité de fluide transmisse à chaque cycle dans lequel le piston de frappe 16 sort de la zone de déplacement prédéterminée, il est possible d'allonger la course du piston de frappe 16, par exemple de quelques millimètres.

Dans le même but, la Figure 5 illustre un troisième mode de réalisation d'une cellule de frappe 12c d'un dispositif 10c dans lequel la cellule de frappe 12c comporte des moyens de freinage 35 du piston de frappe 16. Les moyens de freinage 35 sont disposés au-dessus de la chambre supérieure 14 et permettent de ralentir la course du piston de frappe 16 lorsque le piston de frappe 16 sort de la zone de déplacement prédéterminée. La durée de transmission du fluide entre les circuits Haute Pression 17 et Basse Pression 18 est alors augmentée. De préférence, les moyens de freinage 35 sont réalisés par une collerette agencée sur le piston de frappe 16 et destinée à pénétrer dans une chambre de la cellule de frappe 12c remplie de fluide compressible. Lorsque le piston de frappe 16 sort de la zone de déplacement prédéterminée, une surface de la collerette coopère avec le fluide compressible de la chambre de la cellule de frappe 12c ce qui entraîne un ralentissement du piston de frappe 16.

La Figure 6 illustre un quatrième mode de réalisation d'une cellule de frappe 12d d'un dispositif lOd dans lequel les moyens de freinage 35 sont connectés au circuit Basse Pression 18 par l'intermédiaire d'un gicleur 37.

Ce mode de réalisation permet l'arrêt complet du cycle de fonctionnement lorsque le piston de frappe 16 sort de la zone de déplacement prédéterminée le temps que le gicleur vide le fluide contenu dans les moyens de freinage 35. A cet effet, la surface de la collerette du piston de frappe 16 et la surface de la cellule de frappe 12d remplie de fluide compressible sont calculées pour que la résultante des forces appliquées au piston de frappe 16 en fonction des pressions maintienne le piston de frappe 16 avec une décharge totale du fluide compressible sous pression vers le circuit Basse Pression 18.

Les quatre modes de réalisation des Figures 3 à 6 illustrent une portion de régulation 22 positionnée au-dessus de la chambre d'actionnement supérieure 14. En variante, la Figure 7 illustre un cinquième mode de réalisation d'une cellule de frappe 12e d'un dispositif 10e dans lequel la portion de régulation 22 est positionnée entre les deux chambres d'actionnement 14, 15. La Figure 8 illustre un sixième mode de réalisation d'une cellule de frappe 12f d'un dispositif lOf dans lequel la portion de régulation 22 est positionnée au-dessous de la chambre d'actionnement inférieure 15.

Les Figures 9 à 1 1 illustrent un septième mode de réalisation d'une cellule de frappe 12g d'un dispositif 10g dans lequel la portion de régulation 22 est en communication hydraulique avec la chambre d'actionnement supérieure 14. La portion de régulation 22 est disposée immédiatement en dessous de la chambre supérieure 14 et comporte un diamètre inférieur au diamètre de la chambre supérieure 14. Le piston de frappe 16 présente une gorge 22 disposée consécutivement avec une excroissance annulaire 41 de sorte que l'excroissance annulaire 41 puisse coopérer avec la portion de régulation 22 et isoler hydrauliquement la portion de régulation 22 de la chambre supérieure 14.

Ainsi, lorsque le piston de frappe 16 est mobile dans la zone de déplacement prédéterminée, tel qu'illustré sur la Figure 10, l'excroissance annulaire 41 bloque toute communication hydraulique entre la chambre supérieure 14 et la portion de régulation 22.

La portion de régulation 22 est également reliée avec le circuit Basse Pression 18. Lorsque le piston de frappe 16 sort de la zone de déplacement prédéterminée, tel qu'illustré sur la Figure 9, l'excroissance annulaire 41 du piston de frappe 16 est positionnée dans la chambre supérieure 14 et la gorge 23 du piston de frappe 16 permet d'établir une communication hydraulique entre la chambre supérieure 14 et la portion de régulation 22. Le fluide du circuit Haute Pression 17 contenu dans la chambre supérieure 14 est alors transmis au circuit Basse Pression 18 par l'intermédiaire de la portion de régulation 22.

Le système de freinage du piston de frappe 16 diffère des modes de réalisation précédent car il comporte une bague 40 mobile disposée dans la chambre supérieure 14. La bague 40 est disposée devant un canal 42 reliant la chambre supérieure 14 avec le circuit Basse Pression 18. Ainsi, lorsque le piston de frappe 16 est mobile dans la zone de déplacement prédéterminée, la pression du circuit Haute Pression contenue dans la chambre supérieure 14 plaque la bague 40 contre le canal 42 ce qui bloque la communication hydraulique entre le circuit Haute Pression 17 et le circuit Basse Pression 18 par le canal 42.

Tel qu'illustré sur les Figures 10 et 11, l'excroissance annulaire 41 du piston de frappe 16 est configurée pour coopérer avec la bague 40 lorsque le piston de frappe 16 sort de la zone de déplacement prédéterminée. Lorsque le piston de frappe 16 remonte dans la chambre supérieure 14, l'excroissance annulaire 41 pénètre dans la bague 40, un compartiment de vidange 43 est formé. Ce compartiment de vidange 43 peut être alors isolé hydrauliquement de la chambre supérieure 14 et donc du circuit Haute Pression 17.

Le fluide du circuit Haute Pression 17 restant dans ce compartiment de vidange 43 entraîne alors un déplacement de la bague 40 vers le bas autour du piston de frappe 16 ce qui ouvre le canal 42 reliant le compartiment de vidange 43 avec le circuit Basse Pression 18. Le fluide du compartiment de vidange 43 est alors transmis vers le circuit Basse Pression 18 et éventuellement la chambre 14, au cours de ce processus, le piston de frappe 16 est maintenu dans la bague 40.

Lorsqu'une quantité suffisante de fluide a été transmisse entre le compartiment de vidange 43 et le circuit Basse Pression 18 et éventuellement la chambre 14, le piston de frappe 16 inverse son mouvement et amorce sa descente la bague 40 est redirigée vers le haut pour obturer une nouvelle fois le canal 42. Le piston de frappe 16 se dégage lentement de la bague 40 et le piston de frappe 16 peut reprendre une activité normale. Au cours de ce processus de freinage, une quantité importante de fluide a ainsi pu être transmisse entre le circuit Haute Pression 17 et le circuit Basse Pression 18 par l'intermédiaire de la portion de régulation 22.

Ce mode de réalisation permet de gérer plus facilement le temps d'ouverture de la communication hydraulique entre le circuit Haute Pression 17 et le circuit Basse Pression 18 par rapport aux incertitudes liées aux tolérances de fabrication. En variante, le système de freinage et/ou le système de dépressurisation peuvent être installés au niveau de la chambre inférieure 15.

En variante, l'évacuation de la pression du compartiment de vidange 43 peut être réalisée par un canal périphérique ménagé autour de la bague 40. Dans ce mode de réalisation, l'excroissance annulaire 41 pénètre dans la bague 40 lorsque le piston de frappe 16 sort de la zone de déplacement prédéterminée de sorte à créer un compartiment de vidange 43 dont la pression est suffisante pour déplacer la bague 40 autour de l'excroissance annulaire 41. La pression du compartiment de vidange 43 s'évacue peu à peu dans la chambre d'actionnement par le canal périphérique de sorte à permettre l'extraction de l'excroissance annulaire 41 et le déplacement de la bague 40. Au cours de ce processus de freinage, une quantité importante de fluide a ainsi pu être transmisse entre le circuit Haute Pression 17 et le circuit Basse Pression 18 par l'intermédiaire de la portion de régulation 22.

La Figure 12 illustre un huitième mode de réalisation d'une cellule de frappe 12f d'un dispositif lOf proche de celui de la Figure 3 mais dans lequel il n'y a pas de chambre de compression au-dessus du piston de frappe 16. L'extrémité supérieure du piston de frappe 16 n'est pas sous pression et peut être reliée à l'air libre. Les différences de sections entre les chambres supérieure 14 et inférieure 15 sont plus prononcées que pour le mode de réalisation de la Figure 3.

Ainsi, l'accélération du piston de frappe 16 est créée par la haute pression appliquée sur la différence des sections entre les chambres supérieure 14 et inférieure 15. Un accumulateur à azote comporte deux chambres 50, 51 reliées par une membrane déformable. La chambre inférieure 51 de l'accumulateur à azote est connectée au circuit haute-pression alors que la chambre supérieure 50 comporte de l'azote sous pression. L'accumulateur à azote permet de stocker du fluide sous pression lors de la montée du piston de frappe 16 et restitue ce fluide lors de la descente accélérée.

L'invention permet ainsi d'utiliser l'augmentation de la course normale du piston de frappe 16 lorsqu'il y a des sur-débits pour commander un transfert de débit du circuit Haute Pression 17 vers le circuit Basse Pression 18.