CH662776A5 - Outil de percage de trous a chambre et son utilisation. - Google Patents
Outil de percage de trous a chambre et son utilisation. Download PDFInfo
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Description
L'invention a pour objet un outil de perçage de trous à chambre de construction très simple et ayant une grande souplesse et une grande facilité d'emploi, ainsi que son utilisation.
L'outil suivant l'invention est caractérisé par au moins une lame mobile angulairement autour d'un axe transversal à l'extrémité d'un corps allongé, ladite lame ayant, en dehors de son arête tranchante, un profil de came qui coopère avec une pièce en appui au fond du trou pour donner à la lame une orientation variable en fonction de la pression axiale exercée sur la tige.
Dans un premier mode de réalisation, ladite pièce est simplement constituée par une bille placée au fond du trou. Son utilisation consiste alors à percer un trou avec un foret, à y introduire la bille et à amener la lame de l'outil suivant l'invention en contact avec la bille, tout en entraînant le corps de l'outil en rotation rapide et en exerçant une pression axiale. La bille remplit alors trois fonctions, à savoir:
— elle empêche l'outil de creuser davantage dans l'axe du trou,
— elle agit sur la partie came de la lame et provoque son basculement,
— en tournant en tous sens sur elle-même, elle suit les sollicitations du travail de la lame qui tourne autour de l'axe du corps allongé et bascule autour du susdit axe transversal.
Dans un second mode de réalisation, ladite pièce est un élément incorporé à l'outil, comportant une portion formant came retenue dans un logement ménagé à l'extrémité du corps allongé de l'outil et dans lequel pénètre le profil de came de la lame pour prendre appui sur ladite portion formant came, et un prolongement qui fait saillie au-delà de l'extrémité dudit corps allongé, suivant l'axe de celui-ci, ledit prolongement ayant à son extrémité libre une partie sphérique destinée à prendre appui au fond du trou.
L'utilisation suivant l'invention consiste alors à percer un trou avec un foret classique, puis à y introduire l'outil jusqu'à amener la
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partie sphérique au fond du trou et à entraîner le corps de l'outil en rotation tout en exerçant une poussée axiale.
Une fois l'épaulement effectué, l'outil peut être retiré par une simple traction axiale. Au cours de ce retrait la lame qui se trouve au départ radialement en saillie vient buter sur le bord antérieur de l'épaulement et s'efface en basculant.
Dans une forme préférée, l'invention comprend une lame mobile angulairement autour d'un axe transversal disposé à l'extrémité d'un corps allongé et des moyens de donner une inclinaison variable à ladite lame lorsque l'on continue à exercer une poussée axiale sur ledit corps pour le déplacer au-delà du point où l'outil vient en butée au fond du trou et est caractérisée par le fait que ladite lame comporte une portion de surface profilée pour jouer le rôle d'une came qui coopère avec une portion de surface profilée d'une pièce en appui au fond du trou, les deux dites portions de surface coopérantes étant profilées de manière telle que la portion tranchante de la lame passe, pour une faible course axiale du corps allongé, d'une orientation sensiblement axiale à une orientation sensiblement transversale.
Il résulte de cet agencement que la lame effectue un creusement en sens inverse de la poussée axiale, ce qui permet d'obtenir une chambre de volume relativement important comportant un épaule-ment du côté opposé au fond du trou, donc particulièrement efficace pour retenir une cheville à expansion ou un scellement.
Dans le cas du mode d'exécution préféré, dans lequel la pièce en appui au fond du trou est une simple bille, un autre aspect de l'invention propose de conformer la face terminale du corps allongé qui présente une fente de passage de la lame, de façon qu'elle présente une cavité sphérique ou cuvette de centrage de la bille.
Cette cuvette facilite le recentrage de la bille qui coopère avec la lame, ce qui est tout spécialement intéressant lorsque, suivant un perfectionnement au procédé de perçage d'un trou à chambre décrit au brevet principal, l'on introduit, dans une première opération de formation de la chambre, plusieurs billes dans un trou préalablement percé avec un foret classique, la lame de l'outil étant ensuite amenée en contact de la dernière bille introduite pour obtenir une première portion de chambre; puis l'on effectue une seconde opération après avoir enlevé la dernière bille pour obtenir une seconde portion de chambre raccordée à la première, et ainsi de suite jusqu'à la dernière opération, excéutée en ne laissant au fond du trou que la première bille.
Dans ce cas l'axe de ladite cuvette et du corps allongé est de préférence décalé par rapport à l'axe de rotation de la lame, ce qui augmente l'effet de levier qui fait basculer la lame, en particulier au voisinage de la position transversale de cette dernière.
Une forme particulière de l'invention propose encore de décaler ladite fente par rapport au centre de la face terminale du corps allongé, de façon à renforcer la portion d'extrémité du corps allongé sur laquelle s'exercent la réaction et l'effort de la lame pendant la rotation de l'outil autour de son axe.
Les particularités, ainsi que les avantages de l'invention, apparaîtront clairement à la lumière de la description ci-après.
Au dessin annexé:
les figures 1 à 3 illustrent le procédé suivant l'invention, dans un premier mode de réalisation de l'outil;
la figure 4 représente une autre forme d'exécution de la lame de l'outil, munie de portions sphériques formant axe de pivotement;
les figures 5 et 6 représentent l'extrémité de l'outil muni de la lame;
la figure 7 est une vue en coupe longitudinale de l'outil, montrant les canaux d'évacuation de la poussière de forage;
la figure 8 illustre le second mode de réalisation;
les figures 9 et 10 sont deux coupes axiales d'un autre mode d'exécution de l'outil faisant intervenir deux lames;
la figure 11 est une vue de la partie terminale active d'un outil conforme à un mode d'exécution préféré en coupe par le plan médian de la lame et de la fente;
la figure 12 est une vue de bout de la partie terminale active de l'outil;
la figure 13 illustre le mode d'exécution d'un procédé de perçage qui utilise plusieurs billes, et la figure 14 est une vue en perspective schématique de la partie terminale active d'un outil du type de celui représenté sur les figures 11 et 12.
La figure 1 illustre la première phase du procédé qui consiste à percer un trou avec un foret classique et à introduire ensuite une bille B au fond du trou. L'outil suivant l'invention comprend, dans ce premier mode de réalisation, un corps allongé C portant, à son extrémité active, une lame L mobile angulairement autour d'un axe X'X et comportant, en dehors de son arête tranchante, un profil de came qui s'appuie sur la bille. L'outil est entraîné en rotation autour de l'axe longitudinal du corps C, et une poussée est exercée parallèlement audit axe. La bille arrête la lame et l'empêche de forer plus profondément; par contre, elle provoque son inclinaison, d'autant plus grande que la poussée est plus importante. La figure 3 montre que la lame inclinée va ainsi creuser une chambre dont la forme, de révolution autour dudit axe longitudinal, dépend de la poussée exercée et du profil, du tranchant de la lame. Il est possible d'effectuer plusieurs opérations successives dans le même trou pour augmenter la profondeur de la chambre.
La bille peut être en acier et récupérée en fin de perçage au moyen d'une tige aimantée flexible.
Bien entendu diverses solutions peuvent être envisagées pour assurer le montage de la lame à l'extrémité du corps allongé.
L'une de ces solutions consiste par exemple à prévoir à l'extrémité du corps allongé une fente de manière à constituer une chape dans laquelle la lame vient s'articuler. Dans ce cas, l'axe d'articulation qui passe au travers des deux ailes de la chape peut être rigidement fixé à celles-ci, par exemple par soudure, sertissage ou par tout autre moyen connu de manière à empêcher les deux ailes de s'écarter en cours d'utilisation. Une telle disposition contribue donc à rendre l'outil plus fiable.
En outre, pour faciliter son introduction dans le trou, l'outil peut comprendre des moyens de blocage en rotation dans un sens de la lame, celle-ci étant alors de préférence en position axialement en saillie par rapport au corps allongé. Dans l'exemple précédemment décrit ces moyens de blocage peuvent simplement consister en des surfaces de butées convenablement prévues sur ladite lame et sur ledit corps.
La figure 4 illustre un mode d'exécution particulièrement avantageux de la lame, qui est ici munie sur ses deux faces, à son extrémité de pivotement, de deux portions de sphère L,L2 qui encadrent ladite extrémité L3 pour former avec elle un corps sphérique apte à s'engager dans une cavité correspondante de l'extrémité du corps de l'outil et y est maintenue par un sertissage C'2, visible sur la figure 6.
On voit à la figure 6 que cette cavité Ct présente, avant sertissage de son extrémité C2, une partie cylindrique ouverte à ladite extrémité prolongée par une partie hémisphérique. La figure 6 montre qu'après introduction du corps sphérique de la lame dans la cavité, le bord de celle-ci est serti à son extrémité pour retenir ledit corps. Une fente F, ouverte suivant une génératrice du corps cylindrique C jusqu'à l'extrémité de celui-ci, permet le passage de la lame.
A la figure 4, on voit le tranchant L6 de la lame et la partie profilée Lc formant came.
A la figure 7, qui montre le corps de l'outil en coupe longitudinale, on voit qu'un canal axial Ca fait communiquer la cavité ouverte C!, dans laquelle pénètre la poussière de forage, avec des canaux axiaux d'évacuation C2C3. Ces canaux peuvent être munis de tubes souples (non figurés) les prolongeant axialement dans lesquels la force centrifuge crée une dépression qui aspire la poussière au fond du trou. En variante, on peut disposer, comme le schématise la figure 7, une turbine à ailettes T autour du corps C, au niveau des canaux C2C3, pour renforcer l'effet d'aspiration.
La figure 8 illustre le second mode d'exécution susvisé, dans lequel la bille B est remplacée par un élément solidarisé au corps C
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de l'outil. Cet élément comporte une portion formant came Ec, retenue dans un logement ménagé à l'extrémité du corps C, et un prolongement qui sort du logement au-delà de l'extrémité du corps C et forme à son extrémité une bille Eb. Il est évident que cette bille prendra appui au fond du trou, tandis que la portion formant came Ec prend appui sur le profil de came de la lame L, pour modifier l'inclinaison de celle-ci en fonction de la poussée axiale exercée sur l'outil. Ce mode d'exécution supprime l'emploi d'une bille perdue au fond du trou et que l'on doit récupérer à la fin de chaque opération.
L'invention ne se limite pas à l'emploi d'une seule lame à l'extrémité du corps allongé.
Elle peut par exemple faire intervenir deux lames Lj, L2 articulées à une extrémité formant chape du corps allongé C, comme représenté sur les figures 9 et 10, ces deux lames Lls L2 correspondant avec une même pièce profilée (bille B).
L'avantage de cette solution réside en ce que les deux lames Lt, L2 travaillent simultanément et en opposition de sorte que la résultante des efforts transversaux qu'elles exercent sur le corps allongé C tend à s'annuler. On obtient ainsi une réduction des forces de frottement exercées sur ledit corps C.
Il va de soi que différentes autres formes d'exécution de l'outil décrit et représenté, en particulier au niveau de la lame et de sa forme, pourront être imaginées par l'homme du métier, sans s'écarter de l'esprit de l'invention.
Ainsi, le corps allongé peut être au moins partiellement entouré d'une bague ou d'un manchon libre en rotation, pour éliminer les frottements et par conséquent l'usure du corps au contact du trou.
Sur les figures 11 et 14, on a représenté la partie terminale active du corps C de l'outil, avec la lame L mobile angulairement autour d'un axe A. L'arête tranchante Lr de la lame est prolongée, au-delà de la pointe LP, par un profil de came Lc qui coopère avec une bille B placée au fond du trou. Quand on applique le procédé décrit au brevet principal, la lame s'incline progressivement en tournant autour de son axe dans le sens indiqué par une flèche (figure 2) quand on exerce une poussée axiale sur le corps C et son tranchant Lp passe ainsi, pour une faible course axiale du corps allongé, d'une orientation initiale sensiblement axiale à une orientation finale sensiblement transversale, figurée au dessin.
Une chambre, de révolution autour de l'axe de symétrie YY' de l'outil, est ainsi creusée par une action du tranchant Lj dirigée en sens inverse de la poussée axiale. On notera que ce creusement est obtenu en conjuguant un entraînement en rotation de l'outil autour de l'axe YY' avec une poussée axiale, sans l'exercice d'aucune percussion, contrairement à ce qui se passe dans l'action initiale d'un foret classique. Comme on le voit à la figure 12, la lame sort de la face terminale d'extrémité par une fente F. Dans le mode d'exécution préféré décrit, cette fente est décalée par rapport au centre O de ladite face terminale. Il en résulte que la partie terminale du corps C
comporte un côté renforcé sur lequel s'exerce la réaction de la lame pendant la rotation de l'outil autour de l'axe YY'. On supprime ainsi tout risque de rupture de la lame par déformation de la surface de l'outil sur laquelle elle prend appui.
5 La figure 11 montre que ladite face terminale du corps C forme une cuvette sphérique Cs de diamètre très légèrement supérieur à celui de la bille. Cette conformation de la portion terminale du corps C, non seulement assure le centrage de la bille, mais assure un appui rigide de la lame sur les portions de parois de la fente qui font ainsi io saillie au-delà du plan transversal tangent au fond de la cuvette, lorque la lame est relativement peu inclinée par rapport à l'axe YY'.
La figure 11 montre, par ailleurs, que l'axe A est décalé par rapport à l'axe de symétrie YY' du corps C et de la cuvette. Il en résulte que, même au voisinage de la position transversale de la 15 lame, la force de réaction exercée par la bille à son point de contact avec la lame et la force de réaction exercée par l'axe A sur la lame continuent de former un couple de basculement de la lame.
A la figure 13, on a représenté une chambre formée de portions contiguës multiples obtenues de la manière suivante: une première 20 portion CHj est obtenue en utilisant la coopération de l'outil avec quatre billes Bj à B4 par exemple; la seconde portion CH2 est obtenue au moyen d'une seconde opération dans laquelle l'outil ne coopère plus qu'avec les billes B2 à B4, la bille Bj ayant été enlevée, et ainsi de suite. Il est clair que, dans ce procédé, la bille qui coopère 25 directement avec le profil de came de la lame est centrée par la cuvette sphérique de l'outil, les autres billes pouvant être plus ou moins décentrées sans inconvénient.
Selon un mode particulièrement avantageux de l'invention, les 30 deux branches BRt et BR2 du corps C séparées par la fente F sont réunies, du côté opposé à celui où doit s'effectuer le basculement de la lame L, par une petite pièce métallique P formant un pont qui permet, notamment
— de bloquer la lame en rotation dans un sens, de manière à l'em-35 pêcher de basculer et de se relever du mauvais côté, et
— de renforcer les deux branches BRX et BR2 de manière à accroître, conjointement à l'action de l'axe A de la lame L, leur résistance à l'écartement et d'éviter en conséquence que la fente ne puisse s'ouvrir.
40 Cette pièce métallique P peut être venue de matière avec le corps et être obtenue lors de l'usinage de la fente F. Elle peut également consister en une pièce rapportée.
De préférence, elle est conformée de manière à rester dans la ligne générale du corps C et peut donc avantageusement comprendre 45 comme représenté une face latérale extérieure prolongeant en les continuant les formes latérales extérieures des branches BRj, BR2, ainsi qu'une face d'extrémité sphérique assurant une continuité de forme avec la cuvette sphérique Cs.
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3 feuilles dessins
Claims (15)
1. Outil de perçage de trous à chambre, caractérisé par au moins une lame (L) mobile angulairement autour d'un axe transversal (X'X) à l'extrémité d'un corps allongé (C), ladite lame ayant, en dehors de son arête tranchante (Lt), un profil de came (Lc) qui coopère avec une pièce (B, Ec-Eb) en appui au fond du trou pour donner à la lame une orientation variable en fonction de la pression axiale exercée sur la tige.
2. Outil selon la revendication 1, caractérisé en ee que ladite lame est munie sur ses faces, à son extrémité de pivotement (L3), de deux portions de sphère (LjL2) qui encadrent ladite extrémité pour former avec elle un corps sphérique (LjL^) apte à s'engager dans une cavité (C,) ménagée à l'extrémité du corps (C) de l'outil, tandis que la partie active de la lame passe à travers une fente (F) ouverte suivant une génératrice du corps de l'outil, jusqu'à l'extrémité de celui-ci.
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REVENDICATIONS
3. Outil selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite pièce est un élément incorporé à l'outil, comportant une portion (Ec) formant came retenue dans un logement ménagé à l'extrémité du corps allongé de l'outil et dans lequel pénètre le profil de came de la lame pour prendre appui sur ladite portion formant came, et un prolongement qui fait saillie au-delà de l'extrémité dudit corps allongé, suivant l'axe de celui-ci, ledit prolongement ayant à son extrémité libre une partie sphérique (Eb) destinée à prendre appui au fond du trou.
4. Outil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend deux lames (Lt, L2) mobiles angulairement autour d'un axe transversal (X'X) à l'extrémité du corps allongé (C), ces deux lames coopérant avec une même pièce (B).
5. Outil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit corps est au moins partiellement entouré d'une bague libre en rotation.
6. Outil selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite lame (L) coopère avec une bille (B) en appui au fond du tróu, une portion de surface (Lc) de la lame étant profilée de manière telle que la portion tranchante (Lr) passe, pour une course axiale déterminée du corps allongé (C), d'une orientation sensiblement axiale à une orientation sensiblement transversale, la face terminale du corps allongé qui présente une fente (F) de passage de la lame étant conformée de façon qu'elle présente une cavité sphérique (Cs) ou cuvette de centrage de la bille. ,
7. Outil selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'axe (YY') de ladite cuvette et du corps allongé est décalé par rapport à l'axe (A) de rotation de la lame, ce qui augmente l'effet de levier qui fait basculer la lame, en particulier au voisinage de la position transversale de cette dernière.
8. Outil selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que ladite fente (F) est décalée, par rapport au centre (O) de la face terminale du corps allongé, de façon à renforcer la portion d'extrémité du corps allongé sur laquelle s'exerce la réaction de la lame pendant la rotation de l'outil autour de son axe.
9. Outil selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que les deux branches (BRj et BR2) du corps (C) séparées par la fente (F) sont réunies du côté opposé à celui où doit s'effectuer le basculement de la lame (L), par une pièce métallique (P) formant un pont agencé de manière à permettre notamment:
— de bloquer la lame (L) en rotation dans un sens, pour l'empêcher de basculer et de se relever du mauvais côté, et
— de renforcer les deux branches (BRj et BR2) pour accroître leur résistance à l'écartement.
10. Outil selon la revendication 9, caractérisé en ce que la susdite pièce (P) est venue de matière avec le corps (C) et/ou est obtenue lors de l'usinage de la susdite fente (F).
11. Outil selon la revendication 9, caractérisé en ce que la susdite pièce (P) consiste en une pièce rapportée.
12. Outil selon l'une des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que la susdite pièce (P) comprend une face latérale extérieure prolongeant, en les continuant, les formes latérales extérieures des branches (BRj, BR2), ainsi qu'une face d'extrémité sensiblement sphérique qui assure une continuité de forme avec la cavité sphérique (Cs).
13. Utilisation de l'outil selon la revendication 1, pour le perçage d'un trou à chambre, caractérisée en ce qu'elle consiste à percer un trou avec un foret, à y introduire une bille qui constitue ladite pièce, et à amener la lame de l'outil en contact avec la bille, tout en entraînant le corps de l'outil en rotation et en exerçant une pression axiale.
14. Utilisation selon la revendication 13 de l'outil selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle consiste à introduire (figure 3), dans une première opération de formation de la chambre, plusieurs billes (Bj à B4) dans un trou préalablement percé avec un foret, la lame de l'outil étant ensuite amenée au contact de la dernière bille (Bt) introduite pour obtenir une première portion de chambre (CHi); puis à effectuer une seconde opération après avoir enlevé la dernière bille (Bj) pour obtenir une seconde portion de chambre (CH2) raccordée à la première, et ainsi de suite jusqu'à la dernière opération, exécutée en ne laissant au fond du trou que la première bille (B4).
15. Utilisation de l'outil selon la revendication 3 pour le perçage d'un trou à chambre, caractérisée en ce qu'elle consiste à percer un trou avec un foret, puis à y introduire l'outil jusqu'à amener la partie sphérique au fond du trou et à entraîner le corps de l'outil en rotation tout en exerçant une poussée axiale.
Le problème du perçage de trous à chambre ou à épaulement dans des parois de béton, de plâtre, ou autre matière, en vue par exemple de la pose de certaines chevilles, n'a été résolu jusqu'ici qu'au moyen d'outils relativement complexes, qui ne permettent pas d'obtenir une grande variété dans la forme et les dimensions des chambres et dont la manipulation est délicate.
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