CH718044A2

CH718044A2 - Ensemble électromécanique comprenant un outil apte à vibrer et procédé de montage d'un tel outil.

Info

Publication number: CH718044A2
Application number: CH01444/20A
Authority: CH
Inventors: Roten Maxime
Original assignee: Roten Maxime
Priority date: 2020-11-11
Filing date: 2020-11-11
Publication date: 2022-05-13

Abstract

L'invention concerne un ensemble électromécanique comprenant : un outil (100) apte à vibrer sous excitation vibratoire, ledit outil comportant un face de fixation, un orifice de montage (138), et au moins deux orifices de fixation (140). Pendant la vibration à une fréquence de travail f0 prédéfinie, au moins une zone de l'outil forme une zone fonctionnelle qui présente une déformation pendant ladite excitation vibratoire, et au moins deux zones de l'outil forment des zones nodales (180), chaque orifice de fixation (140) étant placé dans une zone nodale, un dispositif vibratoire apte à générer une fréquence f0 et fixé par ledit orifice de montage (138), un élément de support comprenant au moins deux orifices de fixation, et des éléments d'assemblage permettant de relier l'outil (100) à l'élément de support via les orifices de fixation (140) de l'outil (100) et de l'élément de support.

Description

Domaine technique

[0001] La présente invention concerne le montage entre un outil vibrant et un élément de support non vibrant, à savoir qui reste statique et non déformé lors de l'excitation vibratoire de l'outil vibrant.

[0002] On nomme dans le présent texte „outil vibrant“ ou „outil apte à vibrer“, un outil dont l'utilisation s'effectue lorsque cet outil est soumis à une vibration, afin de réaliser l'opération pour laquelle cet outil est prévu. Par exemple, les outils à ultrasons de type sonotrode sont des outils vibrants utilisés pour l'application des ultrasons dans divers procédés. Selon un autre exemple, les boosters utilisés pour la fixation et l'augmentation d'amplitude de vibration dans les systèmes à ultrasons sont également des outils vibrants.

[0003] Parmi les systèmes à ultrasons, on peut citer de manière non limitative les systèmes à soudure plastique, tels que les presses électriques de soudage ultrasons, les systèmes de scellage, de tranchage, de découpage ou d'assemblage à ultrasons. Ces systèmes ou installations permettent notamment de réaliser les applications industrielles suivantes : soudage de pièces en plastique et en métal, découpage d'aliments, de textile, de plastique, de tissus organiques, le nettoyage de pièces par des bains à ultrason, le tamisage de poudre....

[0004] Un tel outil vibrant est un outil soumis à une excitation vibratoire qui reporte cette excitation sur un autre élément. Cet élément peut être un élément fluidique, un élément gazeux, un élément liquide, un élément souple et bidimensionnel comme par exemple un tissu, ou un élément solide comme une autre pièce métallique par exemple. Selon une possibilité, cet outil est métallique. Selon une possibilité, cet outil forme un ensemble intégral. En particulier, mais de façon non limitative, cet outil est soumis à une excitation vibratoire de type ultrason.

[0005] Notamment, selon une possibilité, cet outil forme une sonotrode, à savoir une pièce métallique soumis à une excitation sous forme d'onde ultrason et qui restitue cette excitation à un autre élément. Les ondes ultrasons s'entendent comme des ondes présentant une fréquence comprise entre 20 KHz et 70 KHz. Ainsi, la sonotrode résonne en fréquence en se „contractant“ et en se „dilatant“ x fois par seconde (x étant la fréquence) dans une amplitude généralement de quelques micromètres (par exemple de 13 à 130 µm environ).

[0006] La présente invention concerne également un ensemble électromécanique avec système vibratoire comprenant un tel outil vibrant (ou outil apte à vibrer), un élément de support pour l'outil vibrant, qui est non vibrant, ainsi que des éléments d'assemblage permettant de relier à l'élément de support....

Etat de la technique

[0007] Dans ces systèmes vibratoires, on trouve classiquement différents organes fonctionnels, parmi lesquels un générateur d'ultrasons, un bâti, une table d'appui, une tête de fixation mobile par rapport au bâti, : un convertisseur piezo-électrique (ou transducteur) qui est relié électriquement au générateur d'ultrasons et qui est monté sur la tête de fixation ; ce transducteur a pour fonction de transformer la fréquence électrique en vibrations mécaniques de même fréquence, un booster, ou modificateur d'amplitude, monté sur le transducteur et qui permet d'augmenter ou de réduire l'amplitude produite par le transducteur, et une sonotrode montée sur le booster et qui transmet l'énergie ultrasonore à la pièce à souder ou à couper et qui forme le dernier élément en aval de la chaîne acoustique, et forme l'outil de travail.

[0008] Cet outil présente une géométrie et une dimension dépendant de différents paramètres, parmi lesquels : la fréquence vibratoire utilisée pour l'excitation, la zone de contact ou surface utile de la sonotrode qui est utilisée pour appliquer et retransmettre l'énergie vibratoire, et pour accomplir une tâche...A cet effet, actuellement les concepteurs de sonotrode partent d'une barre de matière ronde ou carré qui est ajustée : en longueur pour correspondre grossièrement à la fréquence s'excitation, par différentes détails géométriques pour correspondre à l'application et à la fréquence d'excitation qui sera utilisée (ajustement plus fin). Parmi les différents types de sonotrodes connues, une forme fréquente de sonotrode correspond à une forme générale conique pour de la soudure ou bien une forme de burin ou de lame à section triangulaire pour de la découpe (sonotrode linéaire).

[0009] Par ailleurs, un outil de type sonotrode comporte non seulement une zone utile ou zone de travail mais également des zones spécifiques au moins pour le montage de l'outil dans la chaîne de transmission de l'excitation vibratoire (cette chaîne formant un système vibratoire), et pour la zone utile ou zone de travail.

[0010] Ce système vibratoire comporte, éventuellement au niveau de l'outil ou d'une autre partie, au moins une zone spécifique pour fixer ce système vibratoire dans l'installation ou la machine. Par exemple, classiquement le booster comporte une flasque annulaire en regard du point nodal de vibration, afin de permettre la fixation rigide du système vibratoire sur un support tel qu'un bâti de machine. On profite donc de l'existence d'une zone nodale pour effectuer cette fixation. Une telle zone nodale est une zone entourant un point nodal, et dans laquelle la déformation est très limitée, cette déformation étant nulle dans une ou plusieurs directions à l'emplacement du point nodal.

[0011] Le fait que le système vibratoire ne peut être fixé qu'au point nodal sur le booster empêche d'utiliser le système vibratoire pour d'autres applications, notamment du fait de l'encombrement de ce mode de fixation. En outre, la sonotrode ne peut être contact qu'avec la pièce à traiter par cette sonotrode formant outil, faute de quoi si un autre élément venait en contact avec la sonotrode, il s'ensuivrait un effet de grippage néfaste au bon déroulement du traitement de la pièce.

[0012] Le document EP2300217 décrit un système de fixation de sonotrodes. Dans le document, EP2300217, le support comprend une partie de contact ayant une surface d'appui intérieure qui est utilisée pour mettre en contact la sonotrode. Une bride s'étend vers l'extérieur à partir de l'arbre de liaison et se termine par un périmètre extérieur. Une partie de montage annulaire est fixée à la bride entre la partie de contact et le périmètre extérieur. La partie de montage annulaire est construite de telle sorte qu'elle entre en résonance environ à la fréquence prédéterminée, et en fonctionnement, la partie de contact de la monture est couplée à la sonotrode en un point formant une surface d'appui extérieure où la sonotrode forme un noeud à ladite fréquence prédéterminée.

[0013] Les documents US1805284912 et US1806022016 décrivent un système de fixation d'un ensemble transducteur et sonotrode. Dans le document US1805284912, on propose une interface de structure de support positionnée à un noeud de déplacement oscillant longitudinal du transducteur ; une structure de support espacée de la sonotrode et s'étendant depuis l'interface de structure de support dans une direction sensiblement parallèle à un axe longitudinal de la sonotrode ; et une bride montée sur la structure de support au noeud de déplacement oscillant radial de la structure de support. Le document US1806022016 prévoit un montage intégré en flexion pour l'isolation dynamique des transducteurs ultrasonores à utiliser avec une machine de câblage par fil. Le transducteur présente un corps de forme généralement allongée ayant des parties avant, arrière et principale. Le transducteur possède des brides de montage pour le montage du transducteur sur la machine de câblage. Les brides de montage ont au moins deux flexions intégrées qui relient la bride de montage à la partie principale du corps du transducteur et définissent au moins un orifice de flexion.

[0014] Pour les systèmes de fixation d'un outil ou autre élément vibrant se pose le problème de tenir compte des différentes composantes de la déformation en fonctionnement vibratoire. En général, un compromis est effectué pour le choix de l'emplacement de fixation afin de tenir compte à la fois de la composante axiale et de la composante radiale de la déformation, pour que le point de fixation soit le plus proche possible à la fois d'un point nodal axial et d'un point nodal radial. Des brides ou autres portions en excroissance sont utilisées pour servir de zone de fixation et perturbent le comportement vibratoire de la sonotrode.

[0015] On comprend que les systèmes de fixation de sonotrodes proposés jusqu'alors sont complexes, et exigent différentes pièces au montage, requièrent un temps de montage et démontage significatif et présentent des géométries et encombrements qui limitent les applications possibles de la sonotrode.

Bref résumé de l'invention

[0016] Un but de la présente invention est de proposer un ensemble électromécanique avec système vibratoire réalisant le montage entre un outil vibrant et un élément de support et qui soit exempt des limitations des systèmes vibratoires connus.

[0017] Un autre but de l'invention est de proposer un ensemble électromécanique avec système vibratoire réalisant le montage entre un outil vibrant et un élément de support qui soit simple et évite de devoir équiper l'outil vibrant avec une bride de montage, une flasque annulaire ou tout autre portion en excroissance. En effet, une telle portion de montage ajoutée sur l'outil vibrant non seulement perturbe le comportement vibratoire de l'outil mais en outre ajoute de l'encombrement qui limite les possibilités d'installation de l'outil vibrant et du système vibratoire....

[0018] Selon l'invention, ces buts sont atteints notamment au moyen d'un ensemble électromécanique avec système vibratoire comprenant : un outil apte à vibrer lorsqu'il est soumis à une excitation vibratoire de fréquence f, ledit outil comportant une face de fixation, un orifice de montage situé en dehors de la face de fixation, et au moins deux orifices de fixation débouchant sur ladite face de fixation, ledit outil étant agencé de sorte que pendant la vibration à une fréquence de travail f0 prédéfinie, au moins une zone de l'outil forme une zone fonctionnelle qui présente une déformation pendant ladite excitation vibratoire, et au moins deux zones de l'outil forment des zones nodales, chaque orifice de fixation étant placé dans une zone nodale, un dispositif vibratoire apte à générer une fréquence f0, un élément de support comprenant au moins deux orifices de fixation espacés entre eux de la même distance que les deux orifices de fixation de l'outil, et des éléments d'assemblage permettant de relier l'outil à l'élément de support lorsque chaque orifice de fixation de l'outil est aligné avec un orifice de fixation de l'élément de support,ledit outil étant fixé au dispositif vibratoire par ledit orifice de montage.

[0019] Cette solution présente notamment l'avantage par rapport à l'art antérieur de ne pas nécessiter sur l'outil de partie supplémentaire, en excroissance, pour réaliser l'attache de l'outil vibrant à l'élément de support. On comprend que l'on utilise les zones nodales de l'outil pour y placer les orifices de fixation qui se retrouvent face aux orifices de fixation de l'élément de support, ce qui permet de placer entre ces deux paires d'orifices de fixation les éléments d'assemblage.

[0020] Ces zones nodales se distinguent des zones fonctionnelles de l'outil par un comportement sous excitation vibratoire différent, avec une déformation différente, de moindre amplitude et/ou de nature différente. L'outil vibrant présente une géométrie qui présente des points nodaux entourés de zones nodales permettant, via les orifices de fixation, de fixer l'outil à un élément de support, extérieur rigide et fixe, tout en gardant la liberté requise pour la propagation de l'onde mécanique et à l'excitation vibratoire de l'outil à son mode propre en dehors des zones nodales, et notamment dans les zones fonctionnelles. Il est en effet possible selon l'invention de maintenir l'outil vibrant sur l'élément de support dans trois directions de manière suffisamment précise, tout en laissant l'outil vibrer sans restriction. La zone fonctionnelle correspond à une zone de l'outil avec une variation de déformation importante, de forte amplitude, qui est utilisée à titre de vibration mécanique lors de la mise en oeuvre de l'outil vibrant.

[0021] Cette solution présente notamment l'avantage par rapport à l'art antérieur de permettre d'effectuer un maintien direct de l'outil vibrant (par exemple à titre de sonotrode) sur une machine ou un système, et ce au moins au moyen des orifices de fixation placés dans les zones nodales.

[0022] De cette façon, grâce notamment à la géométrie de l'outil qui ne comporte pas de portion en saillie pour la fixation, on ne perturbe pas le mode propre de vibration de l'outil.

[0023] En outre, de manière possible, l'une et/ou l'autre des dispositions suivantes est (sont) adoptée(s) dans le cadre de la présente invention : ladite déformation de la zone fonctionnelle correspond à une déformation en élongation et en contraction de la face de fixation ; dans lesdites zones nodales la face de fixation est exempte de déformation en élongation et en contraction ; dans lesdites zone nodales l'outil subit une déformation en rotation alternée centrée sur l'axe de l'orifice de fixation.

[0024] L'invention concerne également un procédé de montage d'un outil vibrant sur un élément de support non vibrant (statique), comprenant les étapes suivantes : fourniture d'un outil apte à vibrer lorsqu'il est soumis à une excitation vibratoire de fréquence f0, , ledit outil comportant une face de fixation, un orifice de montage situé en dehors de la face de fixation, et au moins deux orifices de fixation débouchant sur ladite face de fixation, ledit outil étant agencé de sorte que pendant la vibration à une fréquence de travail f0 prédéfinie, au moins une zone de l'outil forme une zone fonctionnelle qui présente une déformation pendant ladite excitation vibratoire à ladite fréquence de travail f0 prédéfinie, et au moins deux zones de l'outil forment des zones nodales, chaque orifice de fixation étant placé dans une zone nodale,, fourniture d'un dispositif vibratoire apte à générer une fréquence f0, fourniture d'un élément de support comprenant au moins deux orifices de fixation espacés entre eux de la même distance que les deux orifices de fixation de l'outil, fourniture d' éléments d'assemblage aptes à relier l'outil à l'élément de support, montage dudit outil au dispositif vibratoire par ledit orifice de montage, placement de l'outil face à l'élément de support avec chaque orifice de fixation de l'outil aligné avec un orifice de fixation de l'élément de support, montage des élément d'assemblage entre l'outil et l'élément de support, ces éléments d'assemblage étant au moins en partie logés dans les orifices de fixation de l'outil et dans les orifices de fixation de l'élément de support, activation du dispositif vibratoire,ce par quoi l'outil rentre en vibration avec une déformation différente entre la zone fonctionnelle et les zones nodales, et ce par quoi l'élément de support reste statique.

[0025] L'élément de support restant statique et étant rigide, il permet de bloquer l'extrémité de la chaîne de déformation et en particulier de bloquer la position de l'extrémité des éléments d'assemblage montée sur l'élément de support et ainsi de maintenir la position de l'outil sans perturber le mode propre de déformation de l'outil à la fréquence f0.

[0026] Dans un premier mode de réalisation de montage entre un outil vibrant et un élément de support selon l'invention, les éléments d'assemblage agissent comme des ressorts de torsion, une première extrémité des éléments d'assemblage étant reliée à l'élément de support et restant statique et fixe pendant l'excitation vibratoire, et une deuxième extrémité des éléments d'assemblage étant reliée à l'outil vibrant et entrainée en torsion par la zone nodale rotative.

[0027] En particulier, la deuxième extrémité des éléments d'assemblage forme, avec les orifices de fixation de l'outil, une liaison solidaire.

[0028] Dans un deuxième mode de réalisation de montage entre un outil vibrant et un élément de support selon l'invention, la deuxième extrémité des éléments d'assemblage forme, avec les orifices de fixation de l'outil, une liaison pivot autour de l'axe A1 des orifices de fixation de l'outil.

Brève description des figures

[0029] Des exemples de mise en oeuvre de l'invention sont indiqués dans la description illustrée par les figures annexées dans lesquelles : La figure 1 illustre en perspective un premier type d'outil vibrant selon une première version utilisable dans un ensemble électromécanique, La figure 2 est une représentation graphique de la déformation de l'outil de la figure 1 sur une période P de vibration, avec l'amplitude de vibration A en ordonnée et le temps en abscisse, La figure 3 correspond à la figure 1 avec une portion en coupe selon un plan parallèle au plan P2 ou au plan (Y, Z), à l'emplacement de l'un des orifices de fixation qui est traversant entre la première face principale et la deuxième face principale, La figure 4 est une vue analogue à celle de la figure 3 pour une deuxième version du premier type d'outil vibrant, dans lequel l'orifice de fixation 140 est un trou borgne débouchant sur la première face principale, La figure 5 est une vue analogue à celle de la figure 3 pour une troisième version du premier type d'outil vibrant, dans lequel l'orifice de fixation 140 est traversant et s'étend dans un bossage en forme de cylindre creux, La figure 6 est une vue analogue à celle de la figure 3 pour une quatrième version du premier type d'outil vibrant, dans lequel l'orifice de fixation 140 n'est pas traversant et seulement s'étend dans un bossage en forme de cylindre creux, La figure 7 illustre en perspective et en coupe le montage entre la quatrième version du premier type d'outil vibrant de la figure 6 sur un élément de support, ce qui correspond à une première variante d'un premier mode de réalisation de montage entre un outil vibrant et un élément de support, La figure 8 est une perspective éclatée de la figure 7, La figure 9 représente, en vue de côté et en perspective, le montage de la figure 7, à deux moments P/4 et 3P/4 de la période de vibration P lorsque l'outil vibrant est en excitation vibratoire, avec la représentation graphique de cette excitation vibratoire avec l'amplitude de l'amplitude de vibration A en ordonnée et le temps t en abscisse, La figure 10 illustre, en perspective et en coupe, le montage entre la troisième version du premier type d'outil vibrant de la figure 5 sur un élément de support, ce qui correspond à une deuxième variante du premier mode de réalisation de montage entre un outil vibrant et un élément de support, La figure 11 est une perspective éclatée de la figure 10, La figure 12 illustre en perspective et en coupe le montage entre la première version du premier type d'outil vibrant de la figure 3 sur un élément de support, ce qui correspond à un deuxième mode de réalisation de montage entre un outil vibrant et un élément de support, La figure 13 est une perspective éclatée de la figure 12, La figure 14 illustre en perspective et en coupe le montage entre la deuxième version du premier type d'outil vibrant de la figure 4 sur un élément de support, ce qui correspond à une troisième variante du premier mode de réalisation de montage entre un outil vibrant et un élément de support, La figure 15 est une perspective éclatée de la figure 14, La figure 16 représente en perspective le montage entre un deuxième type d'outil vibrant sur un élément de support, ce qui correspond à une deuxième variante du premier mode de réalisation de montage entre un outil vibrant et un élément de support, dans lequel l'outil est utilisé comme support de plaquette d'usinage dans le cas de la fabrication d'une pièce de révolution, La figure 17 est une perspective éclatée de la figure 16, La figure 18 est une vue de côté d'une machine de perçage à ultrason utilisant un troisième type d'outil vibrant sur un élément de support, selon la troisième variante du premier mode de réalisation de montage La figure 19 est une représentation en perspective éclatée de la machine de perçage à ultrason de la figure 18 La figure 20 est une représentation en perspective éclatée d'un ensemble électromécanique dans lequel un quatrième type d'outil vibrant est utilisé comme moule d'injection, et est monté sur un élément de support formant une partie de la carcasse extérieure, selon le deuxième mode de réalisation de montage.

Exemple(s) de mode de réalisation de l'invention

[0030] On se rapporte à la figure 1 représentant un outil vibrant 100 selon un premier type qui peut convenir dans le montage de l'ensemble électromécanique selon l'invention.

[0031] L'outil vibrant de ce premier type, illustré sur les figures 1 à 15, se décline selon une forme globale en T. Cette forme générale en T permet d'identifier une portion en forme de tête aplatie (portion de tête 102) et une portion en forme de jambe (portion de jambe 104), les deux portions définissant chacune une direction principale. De façon préférentielle, la direction principale X de la portion de tête 102 est orthogonale à la direction principale Z de la portion de jambe 104.

[0032] On distingue une première face principale 110 (à l'avant sur la figure 1) et une deuxième face principale 120 (cachée à l'arrière sur la figure 1), planes et parallèles entre elles et entre lesquelles le contour de l'outil 100 suit une bordure 130. Cette bordure 130 est constituée d'une surface continue reliant la première face principale 110 à la deuxième face principale 120, en étant perpendiculaire à la première face principale 110 à et la deuxième face principale 120. La profondeur P de l'outil 100 correspond à la distance séparant la première face principale 110 de la deuxième face principale 120, selon un axe Y (troisième direction Y). Le contour de la première face principale 110 et de la deuxième face principale 120 délimite la forme en T, avec une portion de tête 102 s'étendant selon une direction principale parallèle à la première direction (X), cette portion de tête étant prolongée en direction d'un axe Z (deuxième direction Z) par une portion de jambe 104, elle-même s'étendant selon une direction principale parallèle à la deuxième direction (Z).

[0033] Cette bordure 130 encercle l'outil 100. Cette bordure 130 définit quatre faces opposées deux à deux qui délimitent les quatre côtés de la première face principale 110 et de la deuxième face principale 120. Cette bordure 130 définit deux faces d'extrémité 131 et 134 sur deux côtés opposés de l'outil. Entre ces deux faces d'extrémité 131 et 134 on définit la longueur L de l'outil 100 (selon l'axe Z). Cette bordure 130 définit également deux faces latérales 133 et 135 ou flancs sur les deux autres côtés opposés de l'outil 100. Entre ces deux faces latérales 133 et 135 on définit la largeur I de l'outil (selon un axe X orthogonal à l'axe Z) à l'emplacement de la portion de tête 102. La face d'extrémité 131 de la portion de tête 102 étant plus étendue en direction de l'axe X que la face d'extrémité 134 de la portion de jambe 104.

[0034] Dans cet outil 100 des figures 1 à 15, les faces latérales 133 et 135 présentent un tronçon courbe 133a, 135a convexe dans la portion de tête 102 et un tronçon plan 133b, 135b et parallèle à la direction Z dans la portion de jambe 104. Ce tronçon courbe 133a, 135a convexe comporte une partie délimitant l'extrémité de la portion de tête 102 et qui est en forme de portion de cylindre à section circulaire : en d'autres termes, le contour de la première face principale 110 et de la deuxième face principale 120 dans les extrémités de la portion de tête 102 est un arc de cercle.

[0035] Les axes X, Y, Z définissent un repère orthogonal. L'outil 100 du premier type présente deux plans de symétrie P1 et P2, orthogonaux entre eux. Le premier plan de symétrie P1 est un plan de symétrie pour l'outil 100, parallèle au plan (X, Z), situé entre la première face principale 110 et la deuxième face principale 120 (c'est un plan moyen par rapport à la première face principale 110 et à la deuxième face principale 120). Le deuxième plan de symétrie P2 est un plan de symétrie pour l'outil 100, parallèle au plan (Y, Z), entre les deux faces latérales 133 et 135.

[0036] L'outil 100 forme un objet massif qui comporte les orifices suivants: un orifice de montage 138 s'étend dans l'outil 100 depuis la face d'extrémité 131, par exemple sous forme d'un alésage ou d'un taraudage, au centre de la face d'extrémité 131 pour respecter la symétrie de l'outil 100 et permettre un fonctionnement correct lorsqu'il est soumis à l'excitation vibratoire ; de manière optimale, ledit orifice de montage 138 est centré sur l'une des faces d'extrémité 131 ou 133, avec ledit orifice de montage 138 qui est à l'intersection du premier plan P1 et du deuxième plan P2; de manière optionnelle, un autre orifice de montage 138 s'étend dans l'outil 100 depuis l'autre face d'extrémité 134; de préférence et dans les cas représentés, cet orifice de montage 138 ou ces orifice de montage 138 présente(nt) une section circulaire et sont rectilignes (selon la deuxième direction Y); de manière plus générale, le ou les orifices de montage 138 débouche dans la bordure 130 et est apte à relier ledit outil 100 à un élément présentant une énergie vibratoire qui va exciter l'outil 100. et deux orifices de fixation 140 s'étendent dans toute la profondeur P de l'outil 100 depuis la première face principale 110, et sont répartis de manière symétrique par rapport aux plans de symétrie P1 et P2. Ces orifices de fixation 140 se présentent par exemple sous forme d'un alésage ou d'un taraudage ; de préférence et dans les cas représentés, cet orifice de fixation 140 ou ces orifices de fixation 140 présente(nt) une section circulaire et sont rectilignes (selon la direction Y), l'axe A1 des orifices de fixation 140 est parallèle à la troisième direction Y, donc orthogonal au faces principales 110 et 120.

[0037] L'orifice de montage 138 (ou les deux orifices de montage) qui débouche(nt) dans la bordure 130 ser(ven)t à relier l'outil 100 à un élément présentant une énergie vibratoire ou dispositif vibratoire, de manière directe, ou bien de manière indirecte. Cet élément présentant une énergie vibratoire génère une vibration mécanique à une certaine fréquence f0. Cet élément est par exemple un transducteur ou un dispositif vibratoire à stimulation piézoélectrique (lequel comporte par exemple un empilement de disques piézoélectriques et d'électrodes, cet empilement étant excité par un courant électrique). En cas de présence de deux orifices de montage, l'autre orifice de montage 138 peut servir à relier l'outil 100, de manière directe, ou bien de manière indirecte, à un autre élément de la chaîne de transmission de l'excitation vibratoire (cette chaîne formant un système vibratoire). Le ou les orifices de montage 138, ainsi que le ou les orifices de fixation 140 sont par exemple des alésages, et notamment des alésages filetés (taraudages).

[0038] Le ou les orifices de fixation 140 débouche(nt) seulement dans la première face principale 110 (cas de la deuxième version de l'outil du premier type sur la figure 4, et cas de la quatrième version de l'outil du premier type sur la figure 6 et sur les figures 7, 8, 9, 14 et 15) ou bien seulement dans la deuxième face principale 120 (cas non représenté) ou bien à la fois dans la première face principale 110 et dans la deuxième face principale 120 (cas de la première version de l'outil du premier type sur les figures 1 à 3, 10, 11, 12 et 13 et de la troisième version de l'outil du premier type sur les figures 5, 10, 11). Ainsi, le ou les orifices de fixation 140 peuvent être des trous débouchant, ou des trous non débouchant comme des trous borgnes qui sont ouverts sur l'une ou l'autre parmi la première face principale et la deuxième face principale (dans ce cas, les différents orifices de fixation 140 peuvent s'ouvrir tous sur la même face -de préférence- ou bien certains sur la première face principale et d'autres sur la deuxième face principale).

[0039] Le ou les orifices de fixation 140 ser(ven)t à fixer l'outil 100, de manière directe, ou bien de manière indirecte, à un autre élément qui est destiné à faire office de support de fixation à l'outil 100 et l'ensemble du système vibratoire qui y est rattaché de manière directe ou bien de manière indirecte. Le ou les orifices de fixation 140 peuvent présenter des formes et des dimensions différentes, en restant centrés sur et limités en extension sur les zones nodales 180. Le ou les orifices de fixation 140 peuvent permettre à une tige logée dans cet orifice de fixation mais non reliée à une pièce fixe, de tourner selon un mouvement de rotation alterné, par exemple dans un assemblage formant une perceuse, comme il sera décrit plus loin en relation avec les figures 18 et 19.

[0040] Dans les versions représentées du premier type d'outil (figures 1 à 15), du deuxième type d'outil (figues 16 et 17) et du quatrième type d'outil (figure 20), la portion de tête 102 comporte deux orifices de fixation 140 de section circulaire situés dans les deux parties d'extrémité de la portion de tête 102. Selon une possibilité, telle que représenté sur les figures 1 à 17 et 20, les orifices de fixation 140 sont disposés à l'intérieur des tronçons courbes 133a, 135a délimitant les deux extrémités de la portion de tête 102, avec un contour courbe, par exemple en forme d'arcs de cercle, formés le long du contour de la première face principale 110 et de la deuxième face principale 120 dans les extrémités de la portion de tête 102.

[0041] Dans les modes de réalisation représentés, le ou les orifices de fixation 140 restent centrés sur et limités en extension sur les zones nodales 180 de l'outil 100. Le ou les orifices de fixation 140 peuvent permettre à une tige logée dans cet orifice de fixation mais non reliée à une pièce fixe, de tourner selon un mouvement de rotation alterné, par exemple dans un assemblage formant une perceuse. Alternativement, le ou les orifices de fixation 140 peuvent permettre à une tige logée dans cet orifice de fixation et reliée à une pièce fixe de rester logée dans l'orifice de fixation 140 via une liaison pivot autorisant la déformation en rotation alternée de la zone nodale. Alternativement, le ou les orifices de fixation 140 peuvent permettre à une tige logée et fixée de manière serrée dans cet orifice de fixation, de jouer le rôle d'un ressort de torsion avec l'extrémité fixée à l'outil qui subit une déformation par rotation de sens alterné autour de l'axe de l'orifice de fixation, et l'autre extrémité de la tige fixée de manière serrée (fixation solidaire) à un élément de support statique restant également statique.

[0042] Également, dans le cas de la troisième version de l'outil du premier type illustrée sur la figure 5, on retrouve l'outil 100 des figures 1 à 3 avec des bossages 141 en forme de cylindres creux délimitant une portion de l'orifice de fixation 140 correspondant et formant une extension de l'outil 100 sur la première face principale 110. Également, dans le cas de la quatrième version de l'outil du premier type illustrée sur la figure 6, on retrouve l'outil 100 de la figure 4 avec des bossages 141 en forme de cylindres creux délimitant une portion de l'orifice de fixation 140 correspondant et formant une extension de l'outil 100 sur la première face principale 110. Dans le cas de la figure 5 (troisième version de l'outil du premier type), les orifices de fixation 140 traversent de part en part l'outil 100 en traversant complètement la partie massique de l'outil 100 (qui correspond à l'outil dans sa version de la figure 8) et les bossages 141. Dans le cas de la figure 6, les orifices de fixation 140 ne traversent pas de part en part l'outil 100 en ne s'étendant pas dans la partie massive de l'outil 100 (qui correspond à l'outil dans sa version des figures 1 à 3) mais en traversant seulement les bossages 141. Dans un cas intermédiaire (non illustré), les orifices de fixation 140 ne traversent pas de part en part l'outil 100 tout en s'étendant un peu dans la partie massive de l'outil 100 (qui correspond à l'outil dans sa version des figures 1 à 3) et en traversant également les bossages 141, les orifices de fixation 140 débouchant également à l'extrémité libre des bossages 141 : en effet la réalisation d'un perçage sous forme de trou borgne depuis l'extrémité libre des bossages 141 peut engendrer une extension de cet orifice de fixation 140 dans toute la longueur du bossage 141 et au-delà (par exemple sur quelques millimètres) dans la partie massive de l'outil 100.

[0043] Il existe, pour tous les outils utilisés dans le cadre de la présente invention, des zones nodales 180 entourant, les orifices de fixation 140 et dont la limite est représentée par des lignes en traits tillés sur les figues 1 à 4. En effet, les orifices de fixation 140 sont placés à l'emplacement de points nodaux de l'outil 100, et restent donc dans une position qui est fixe dans l'outil et qui reste identique par rapport aux autres orifices de fixation 140. On comprend que ces zones nodales 180 s'étendent dans toute la profondeur de l'outil 100, autour de chaque orifice de fixation 140, entre la première face principale 110 et la deuxième face principale 120. On forme en particulier deux zones nodales 180. De préférence, comme sur les figures, on dispose de deux zones nodales 180 sur lesquelles sont centrés les points de fixations (orifices de fixations 140 avec ou sans bossages 141). Ces deux zones nodales 180 sont réparties symétriquement de part et d'autre du plan de symétrie P2. Les deux zones nodales 180 se trouvent de préférence et dans le cas des variantes représentées sur toutes les figures, selon l'axe X, situées en un point se trouvant dans la partie de la portion de tête 102 qui dépasse de part et d'autre de la portion de jambe 104 : ainsi, ces deux zones nodales 180 sont situées de part et d'autre du plan de symétrie P2, et non dans le prolongement selon la deuxième direction Z de la portion de jambe 104 En dehors des zones nodales 180, sont formées des zones fonctionnelles 190 présentant une déformation pendant la vibration de l'outil 100 et aptes à constituer une zone de travail pour la mise en vibration de l'outil ou d'un autre élément à faire vibrer lors de l'utilisation de l'outil 100. Ces zones fonctionnelles 190 s'étendent notamment dans la portion de jambe 104, et en particulier entre l'extrémité libre de la portion de jambe (face d'extrémité 134) et l'orifice de réglage 160 s'il existe, comme il sera décrit ciaprès.

[0044] On comprend de ce qui précède que grâce à cet outil de forme adaptée, au moins deux orifices de fixation 140 sont centrés chacun sur l'une desdites zones nodales 180. On utilise ainsi (au moins) deux zones nodales 180 pour y placer un par un les (au moins) deux orifices de fixation 140.On peut ainsi disposer d'un outil vibrant 100 directement attaché par des zones quasi-non déformées à une pièce ou un élément intermédiaire qui n'est ainsi pas soumis aux vibrations de l'outil 100 est ne rentre donc pas en vibration. Il est donc possible d'éviter de recourir à un système de fixation rapporté au booster comme dans l'art antérieur, ce qui apporte outre la simplification, également un gain de place.

[0045] On comprend de ce qui précède que grâce à cet outil 100 de forme adaptée, on dispose également d'une ou de plusieurs zones fonctionnelles 190 vibrant et se déformant, notamment avec une amplitude importante de déformation, en l'occurrence une variation de déformation plus importante que dans les zones nodales 180. Ces zones fonctionnelles 190 peuvent ainsi être utilisées comme zone de transmission d'une vibration mécanique à un autre élément travaillant grâce à cette énergie vibratoire, ou dont l'efficacité est améliorée grâce à cette énergie vibratoire.

[0046] Dans le cas du premier type d'outil 100 des figures 1 à 15, la première face principale 110 et la deuxième face principale 120 restent essentiellement planes (hormis éventuellement les bossages 141) et parallèles entre elles. Également, comme on peut le voir sur les figures 1 à 15, c'est la bordure 130 qui présente un chanfrein le long des tronçons des faces latérales 133 et 135 de la portion de jambe 104, qui de ce fait présente une largeur selon la direction X qui va en se réduisant depuis la portion de tête en direction de l'extrémité libre de la portion de jambe 104 ou face d'extrémité 134. Dans un autre cas non représenté du premier type d'outil 100, les quatre faces de la portion de jambe 104 sont chanfreinées, la portion de jambe 104 formant une pyramide tronquée à base rectangulaire.

[0047] Ainsi, on comprend que la portion de tête 102 de l'outil 100 du premier type définit le moyen de fixation de l'outil sur l'élément de support statique, et la portion de jambe 104 définit le moyen de propager l'onde vibratoire qui traverse l'outil depuis le dispositif vibratoire. La géométrie du chanfrein sur la bordure 130 est définie selon la résistance statique (contrainte maximale que va devoir reprendre l'outil) et l'amplification de la déformation que l'on va vouloir créer entre la portion de jonction, entre la portion de tête 102 et la portion de jambe 104, et la face d'extrémité 134. Plus l'angle de ce chanfrein est important, plus l'amplification de déformation est importante. Il y a généralement toujours une amplification de la déformation de l'outil entre la face d'extrémité 131 de la portion de tête (sur laquelle est monté le dispositif vibratoire via l'orifice de montage 138) et la face d'extrémité 134 (sur laquelle est monté un autre élément à faire vibrer lors de l'utilisation de l'outil 100, via un autre orifice de montage 138).

[0048] Cet outil 100 du premier type dispose en outre dans le cas des figures 1 à 15 et 20 d'un unique orifice de réglage 160. Dans le cas de l'outil du deuxième type des figures 16 et 17, l'outil 100 en double T, comporte deux orifices de réglage 160. Selon d'autres possibilités, l'outil comporte plusieurs orifices de réglage 160. Cet ou ces orifice(s) de réglage 160 est (sont) traversant(s) dans l'outil 100, et il(s) s'étend(ent) entre la première face principale 110 et la deuxième face principale 120 selon la direction Y. Dans le cas des figures 1 à 15, l'unique orifice de réglage 160 est situé de manière centrée sur le deuxième plan de symétrie P2, parallèlement au plan (Y, Z). En particulier, cet orifice de réglage 160 est disposé dans une zone de la portion de jambe 104 qui est adjacente à la portion de tête 102. En particulier, cet orifice de réglage 160 est disposé dans la zone de la portion de jambe 104 qui est relié à la portion de tête 102 : en présence des renfoncements 133d, 135d formant congés sur les faces latérales 133 et 135, cet orifice de réglage 160 est disposé dans l'alignement de ces deux renfoncements 133d, 135d formant congés. Également, on constate que cet orifice de réglage 160 permet d'augmenter la flexibilité de l'outil 100 et son amplitude de déformation pendant sa mise en vibration. Cet ou ces orifices de réglage 160 permet(tent) notamment d'ajuster la fréquence de travail f0 de l'outil 100. La présence de cet ou ces orifice(s) de réglage 160 permet en outre de conserver des zones nodales 180. Le nombre et la disposition de ces orifices de réglage 160 peut donc varier d'un outil vibrant à un autre.

[0049] La figure 2 représente l'outil 100 des figures 1 et 3 lorsqu'il est soumis à une énergie vibratoire selon une fréquence de travail f0, correspondant notamment à son mode propre, à deux moments différents correspondant aux deux déformations extrêmes, respectivement une déformation en contraction maximale et une déformation en élongation maximale selon l'axe Z. Ces deux moments différents correspondent aux amplitudes maximales de la phase positive (t/4) et de la phase négative (3/4t) de la période P de l'onde de vibration qui traverse l'outil 100. La période de vibration du système étant défini par un intervalle de temps P, l'amplitude maximale d'élongation a lieu au moment t= P/4 (t/4) et l'amplitude maximale de contraction a lieu aux moments t= 3P/4 (3t/4). Sur cette figure 2, on voit également le sens de rotation des points nodaux selon les deux phases de la période de vibration, par les flèches entourant les deux parties d'extrémité de la portion de tête. Ainsi, la matière entourant les points nodaux, donc entourant les orifices de fixation 140 et se situant dans les zones nodales entourant les orifices de fixation présente : un premier sens de rotation lors de la phase de contraction de l'outil, phase comprise entre les temps [0 et t/4] ainsi que [3t/4 et t] de la période P, lequel sens de rotation est différent pour les deux parties d'extrémité de la portion de tête 102 (image sur le côté droit de la figure 2, à 3t/4, avec la partie d'extrémité de droite entourée d'une flèche en sens anti-horaire et la partie d'extrémité de gauche entourée d'une flèche en sens horaire) et un deuxième sens de rotation, contraire au premier sens de rotation, lors de la phase d'élongation de l'outil, phase comprise entre les temps [t/4 et 3t/4] de la période P, (image au centre de la figure 2,àt/4, avec la partie d'extrémité de droite entourée d'une flèche en sens horaire et la partie d'extrémité de gauche entourée d'une flèche sens anti-horaire). On voit sur la figure 9, que la face d'extrémité 131 se déforment en prenant une forme courbe, dont le profil (projection sur la première face principale 110) est alternativement convexe (sur la représentation de l'outil 100 en haut de la figure 9) et concave (sur la représentation de l'outil 100 en bas de la figure 9), et l'extension spatiale en direction de l'axe X, soit selon la direction principale de la portion de tête 102, passe d'un maximum (distance entre les tronçon courbe 133a, 135a des faces latérales 133, 135 sur le haut de la figure 9) à un minimum (distance entre les tronçon courbe 133a, 135a des faces latérales 133, 135 sur le bas de la figure 9). On voit également sur cette figure 9 que la portion de jambe 104 reste globalement rectiligne mais se contracte et s'étire en direction de l'axe Z ou direction principale de la portion de jambe 104.

[0050] On se reporte aux figures 7 et 8 montrant le premier mode de réalisation du montage selon une première variante entre l'outil selon la quatrième version du premier type (voir figure 6) et un élément de support 801 en forme de plaque. A cet effet, l'élément de support 801 comporte également deux orifices de fixation 802 sous forme d'ouvertures traversantes, écartées entre elles de la même distance que les orifices de fixation 140 de l'outil 100 (qui s'étendent ici dans les bossages 141). Dans ce cas, pour mettre en oeuvre le montage entre l'outil 100 et l'élément de support 801, on utilise des éléments d'assemblage sous forme de vis de fixation 233 traversant l'orifice de fixation 802 de l'élément de support 801 et s'étendant dans l'orifice de fixation 140, avec la tête de la vis de fixation 233 contre la face de l'élément de support 801 tournée en direction opposée de l'outil 100. Ce montage est un montage serré que ce soit au niveau de la liaison entre la vis de fixation 233 et l'orifice de fixation 802 de l'élément de support 801 qu'entre la vis de fixation 233 et l'outil. Il existe au niveau de la zone nodale 180 sous l'excitation vibratoire de l'outil 100, une déformation en rotation alternée que subissent l'extrémité libre de la vis de fixation 233 et la base du bossage 141 s'étendant depuis la première face principale 110 (et/ou 120) de l'outil 100, qui agissent comme un ressort en torsion, l'autre extrémité de la vis de fixation 233 ainsi que l'extrémité du bossage 141 fixés sur l'élément de support 801 restant statiques.

[0051] Dans le présent texte, la face principale 110 (et/ou 120) de l'outil 100 qui fait face à l'élément de support 801 qui reste statique, s'appelle également la face de fixation.

[0052] On se reporte aux figures 10 et 11 montrant le premier mode de réalisation du montage selon une deuxième variante entre l'outil selon la troisième version du premier type (voir figure 5) et un élément de support 801 en forme de plaque. A cet effet, l'élément de support 801 comporte également deux orifices de fixation 802 sous forme d'ouvertures traversantes, écartées entre elles de la même distance que les orifices de fixation 140 de l'outil 100 (qui s'étendent ici dans les bossages 141 et dans toute l'épaisseur de l'outil). Dans ce cas également, pour mettre en oeuvre le montage entre l'outil 100 et l'élément de support 801, on utilise des éléments d'assemblage sous forme de vis de fixation 233 traversant l'orifice de fixation 802 de l'élément de support 801 et s'étendant dans l'orifice de fixation 140, donc entre la première face principale 110 et la deuxième face principale 120 et également dans le bossage 141.Dans le cas illustré, la tête de la vis de fixation 233 est contre la deuxième face principale 120 de l'outil 100 alors que les bossages 141 s'étendent depuis la première face principale 110 et que l'extrémité libre des bossages est en appui contre la face de l'élément de support 801 tournée en direction de l'outil 100. Ce montage est un montage serré que ce soit au niveau de la liaison entre la vis de fixation 233 et l'orifice de fixation 802 de l'élément de support 801 qu'entre la vis de fixation 233 et l'outil 100. Il existe au niveau de la zone nodale 180 sous l'excitation vibratoire de l'outil 100, une déformation en rotation alternée que subit la portion de la vis de fixation 233 comprenant la tête et le bossage 141, qui agissent comme un ressort en torsion, l'extrémité libre de la vis de fixation 233 ainsi que l'extrémité libre du bossage 141 fixés sur l'élément de support 801 restant statiques.

[0053] On se reporte aux figures 14 et 15 montrant le premier mode de réalisation du montage selon une troisième variante entre l'outil selon la deuxième version du premier type (voir figure 4) et un élément de support 801 en forme de plaque. A cet effet, l'élément de support 801 comporte également deux orifices de fixation 802 sous forme d'ouvertures traversantes, écartées entre elles de la même distance que les orifices de fixation 140 de l'outil 100 (qui s'étendent ici dans une partie de l'épaisseur de l'outil 100 depuis la première face principale). Dans ce cas, pour mettre en oeuvre le montage entre l'outil 100 et l'élément de support 801, on utilise des éléments d'assemblage comprenant, pour chaque paire d'orifices de fixation 140, 802, une vis de fixation 233 et une douille de fixation 234. La douille de fixation 234 est disposée entre l'outil 100 et l'élément de support 801, dans l'alignement des orifices de fixation 140 et 802. La vis de fixation 233 traverse l'orifice de fixation 802 de l'élément de support 801, la douille de fixation 234 et s'étend jusque dans l'orifice de fixation 140. Ce montage est un montage serré que ce soit au niveau de la liaison entre la vis de fixation 233 et l'orifice de fixation 802 de l'élément de support 801 qu'entre la vis de fixation 233 et l'orifice de fixation 140 de l'outil 100. Il existe au niveau de la zone nodale 180 sous l'excitation vibratoire de l'outil 100, une déformation en rotation alternée que subissent l'extrémité libre de la vis de fixation 233 logée dans l'orifice de fixation 140 de l'outil et l'extrémité libre de la douille plaquée contre l'outil 100. Ainsi, la vis de fixation 233 et la douille 234 associée agissent comme un ressort en torsion, dont le tronçon côté outil 100 est déformée selon cette rotation alternée et dont l'autre tronçon côté élément de support 801 reste statique.

[0054] On se reporte aux figures 12 et 13 montrant le deuxième mode de réalisation du montage selon une première variante entre l'outil selon la première version du premier type (voir figures 1 à 3) et un élément de support 801 en forme de plaque. A cet effet, l'élément de support 801 comporte également deux orifices de fixation 802 sous forme d'ouvertures traversantes, écartées entre elles de la même distance que les orifices de fixation 140 de l'outil 100 (qui sont traversants et s'étendent ici dans toute l'épaisseur de l'outil 100). Dans ce cas, pour mettre en oeuvre le montage entre l'outil 100 et l'élément de support 801, on utilise des éléments d'assemblage comprenant, pour chaque paire d'orifices de fixation 140, 802, une tige de fixation 233', une douille de guidage 236 et deux éléments d'espacement 237 (rondelles). La douille de guidage 236 est montée dans toute l'étendue de l'orifice de fixation 140 de façon serrée. La tige de fixation 233' présente une tête contre laquelle une rondelle 237 est en appui, le tronçon de la tige de fixation 233' s'étendant depuis la tête étant logé dans la douille de guidage 236 avec un jeu de montage (et éventuellement du lubrifiant) permettant à la douille de guidage 236 de tourner autour de la tige de fixation 233' (ou réciproquement). Une seconde rondelle 237 est placée autour de la tige de fixation 233' entre l'outil 100 et l'élément de support 801. L'extrémité libre de la tige de fixation 233' est filetée et coopère avec l'orifice de fixation 802 de l'élément de support 801 pour former une liaison serrée entre eux. Ce deuxième mode de réalisation de montage est un montage serré au niveau de la liaison entre la tige de fixation 233' et l'orifice de fixation 802 de l'élément de support 801 et un montage pivotant entre la tige de fixation 233' et l'outil 100 (également entre la tige de fixation 233' et la douille de guidage 236). Il existe au niveau de la zone nodale 180 sous l'excitation vibratoire de l'outil 100 à la fréquence propre de l'outil f0, une déformation en rotation alternée que subit la douille de guidage 236 qui tourne autour de la tige de fixation 233', l'extrémité libre de la tige de fixation 233' étant fixée sur l'élément de support 801 et restant statique.

[0055] De cette façon, là encore, comme dans le cas du montage selon le premier mode de réalisation, la liaison entre l'outil 100 et l'élément de support 801 peut s'effectuer en absorbant la faible déformation de l'outil dans la zone nodale 180 qui présente l'orifice de fixation 140 et sans affecter la zone de l'élément de support 801 qui reçoit cette liaison, c'est-à-dire au niveau des orifices de fixation 802.

[0056] Les figures 16 et 17 représentent un ensemble électromécanique avec système vibratoire avec un montage selon la deuxième variante du premier mode de réalisation utilisant un deuxième type d'outil 100 qui présente une forme globale de double T avec les deux T alignés et superposés.

[0057] Dans le cas des figures 16 et 17, l'outil double 100 comporte deux parties en forme de T qui sont conformes à la troisième version de l'outil du premier type précédemment décrite en relation avec la figure 5. Chaque partie en forme de T de cet outil comporte deux orifices de fixation 140 dans la partie de tête correspondante, lesquels orifices de fixation 140 traversent l'outil entre la première et la deuxième face principale et sont entourés d'un bossage 141, ce par quoi cet outil 100 peut être monté selon une fixation rigide sur un élément de support 802 supportant directement ou indirectement l'outil (et ne vibrant pas), tel qu'un bâti machine ou une plaque de support. Ce deuxième type d'outil 100 offre l'avantage de disposer de deux paires de points de fixation 140 éloignés les uns des autres, ce qui améliore la stabilité de fixation de l'outil 100 ainsi que la reprise d'efforts extérieurs appliqués sur l'outil 100. Ce deuxième type d'outil 100 permet aussi l'augmentation de l'amplitude de déformation directement par l'outil selon deux étages correspondant au double T. Le premier T, qui est relié au dispositif vibratoire, amplifie l'amplitude de déformation par la géométrie du chanfrein le long des tronçons des faces latérales 133 et 135 de la portion de jambe 104. Le second T de l'outil 100, qui est monté en série du premier T, est ainsi soumis à une vibration mécanique plus importante que celle apportée en amont de la face 131 du premier T. Ce second T peut ensuite augmenter l'amplitude de déformation directement par la géométrie du chanfrein le long des tronçons des faces latérales 133 et 135 de la portion de jambe 104

[0058] Chaque partie en forme de T de cet outil 100 du deuxième type d'outil comporte un orifice de réglage 160 dans la portion de la partie de jambe 104 qui est adjacente à la partie de tête 102 correspondante. On dispose d'un orifice de montage 138 à chaque extrémité libre de cette outil double 100. Un orifice de montage 138 sur la face d'extrémité 131 de la première partie en forme de T, et qui est relié au dispositif vibratoire, et un orifice de montage 138 sur la face d'extrémité 134 de la seconde partie en forme de T.

[0059] Dans le cas des figures 16 et 17, l'outil double 100 selon le deuxième type, comporte deux parties en forme de T : la première partie en forme de T est disposée contre la face d'extrémité 131 de la seconde partie en forme de T qui forme une extrémité libre de l'outil 100 et qui comporte sur sa face d'extrémité 134 un orifice de montage 139 sous forme de découpe. Chaque partie en forme de T de cet outil comporte deux orifices de fixation 140 entourés d'un bossage 141 et qui sont montés selon une fixation rigide via des éléments de fixation (sous la forme de vis de fixation 233) placés dans les orifices de fixation 140 et dans les ouvertures traversantes 802 situées, en correspondance des orifices de fixation 140, sur une plaque de support 802 ne vibrant pas. Ce montage correspond à la deuxième variante du premier mode de réalisation du montage précédemment décrit et illustré sur la figure 10. Dans cet assemblage, formant un système vibratoire complet, on utilise à titre de dispositif générant l'énergie vibratoire à la fréquence souhaitée, et mettant en vibration l'outil 100, un dispositif vibratoire à stimulation piézoélectrique. Ce dispositif vibratoire à stimulation piézoélectrique comporte, en appui sur la face d'extrémité 131 de la première partie en forme de T, une série d'anneaux superposés et alternativement composés d'un disque piézoélectrique 902 et d'une électrode 903. A l'arrière de cette série d'anneaux superposés, est disposée une contre-masse 901 également annulaire. Une vis de fixation 900 traverse l'ouverture centrale de la contre-masse 901, des disque piézoélectrique 902 et des électrode 903 jusque dans l'orifice de montage 138 de la face d'extrémité 131 de la première partie en forme de T. Sur la face d'extrémité 134 de la seconde partie en forme de T, qui forme l'autre extrémité libre de l'outil 100, est montée, dans l'orifice de montage 139, une plaquette d'usinage 904 retenue par une vis de fixation 905. Cet assemblage correspond à un ensemble électromécanique avec système vibratoire permettant de constituer une machine d'usinage à ultrasons.

[0060] A titre de variante du dispositif vibratoire à stimulation piézoélectrique des figures 16 et 17, on peut utiliser (cas non représenté) à titre de dispositif générant l'énergie vibratoire à la fréquence souhaitée, et mettant en vibration l'outil 100, un dispositif vibratoire comprenant un transducteur 230 qui est relié via un élément de raccordement 231 (et un éventuel booster) à l'orifice de montage 138 de la première partie en forme de T de l'outil 100. Ce type de dispositif vibratoire est visible sur la figure 20.

[0061] On se reporte maintenant aux figures 18 et 19, représentant une machine de perçage à ultrason 800 qui utilise un troisième type d'outil 100 avec des cales de fixation 238 et un montage selon le premier mode de réalisation, proche de celui des figures 14 et 15. Cet outil vibrant 100 du troisième type présente une forme générale de parallélépipède rectangle échancré le long des deux côtés opposés formant les flancs ou faces latérales. On retrouve une première face principale 110 (à l'avant sur la figure 19) et une deuxième face principale 120 (cachée à l'arrière sur la figure 19), planes et parallèles entre elles et entre lesquelles le contour de l'outil 100 suit une bordure 130. La profondeur P de l'outil 100 correspond à la distance séparant la première face principale 110 de la deuxième face principale 120, selon un axe Y. Cette bordure 130 encercle l'outil 100. Cette bordure 130 définit quatre faces symétriques deux à deux qui délimitent les quatre côtés de la première face principale 110 et de la deuxième face principale 120. Cette bordure 130 définit deux faces d'extrémité 131 et 134 sur deux côtés opposés de l'outil. Entre ces deux faces d'extrémité 131 et 134 on définit la longueur L de l'outil 100 (selon un axe Z). Cette bordure 130 définit également deux faces latérales 133 et 135 ou flancs sur les deux autres côtés opposés de l'outil 100. Entre ces deux faces latérales 133 et 135 on définit la largeur l de l'outil (selon un axe X orthogonal à l'axe Z). Dans le cas représenté, les faces d'extrémité 131 et 133 sont planes et parallèles entre elles, et également parallèle au plan (X, Y).

[0062] Les axes X, Y, Z définissent un repère orthogonal. L'outil 100 du troisième type présente trois plans de symétrie P1, P2 et P3, orthogonaux entre eux. Le premier plan de symétrie P1 est un plan de symétrie pour l'outil 100, parallèle au plan (X, Z), situé entre la première face principale 110 et la deuxième face principale 120 (c'est un plan moyen par rapport à la première face principale 110 et à la deuxième face principale 120). Le troisième plan de symétrie P3 est un plan de symétrie pour l'outil 100, parallèle au plan (X, Y), entre les deux faces d'extrémité 131 et 134. Le deuxième plan de symétrie P2 est un plan de symétrie pour l'outil 100, parallèle au plan (Y, Z), entre les deux faces latérales 133 et 135.

[0063] Les deux faces latérales 133 et 135 présentent un renfoncement, 136, s'étendant depuis la première face principale 110 jusqu'à la deuxième face principale 120, donc sur toute la profondeur P de l'outil 100, sur environ 1/2 de la longueur L de l'outil 100, à égale distance de la première face d'extrémité 110 et de la deuxième face d'extrémité 120. Cet outil 100 du troisième type comporte également des orifices de réglage 160. Ces orifices de réglage 160 sont traversants dans l'outil 100, et ils s'étendent entre la première face principale 110 et la deuxième face principale 120.

[0064] A titre d'alternative non représentée, cette machine de perçage à ultrason 800 peut un outil 100 avec des bossages 141 au lieu des cales de fixation 238. Pour cette machine de perçage à ultrason 800, certains des orifices de fixation 140 (trois sur quatre dans l'exemple des figures 18 et 19) sont équipés soit d'un bossage 141 soit d'une cale de fixation 238 qui assure la fixation de l'outil sur un élément de support fixe (élément de support 801' sous forme de plaque avec des orifices de fixation 802), et un autre de ces orifices de fixation 140. Comme l'un de ces orifices de fixation 140 ne sert pas au montage sur ledit élément de support fixe, ce dernier (une plaque de support 801' sur les figures 18 et 19) n'a pas d'ouverture traversante 802 correspondante (donc seulement trois ouvertures traversantes 802 pour la plaque de support 801' des figures 18 et 19). Ces (trois) orifices de fixation 140 assurant la fixation de l'outil 100 sur la plaque de support 801' coopèrent avec trois vis de fixation 233.

[0065] Les cales de fixation 238, créent non seulement de l'espacement entre l'outil 100 et l'élément supportant l'outil (tel qu'un bâti machine ou une plaque de support telle que l'élément de support 801'), mais contribuent également à la fixation rigide de l'outil 100 vibrant sur l'élément supportant l'outil (et ne vibrant pas) et à la reprise des efforts engendrés par les vibrations de l'outil 100. Les cales de fixations 238 sont des éléments fixés, notamment vissés (ou enchâssés ou frettés ou soudés), dans les orifices de fixation 140 de l'outil 100, sur l'une ou l'autre parmi la première face principale 110 et la deuxième face principale 120 de l'outil 100. Ces cales de fixation 238 sont munies d'un passage partiellement traversant comme représentées sur les figures 18 et 19. On place de l'autre côté de ces cales de fixation 238 la première face d'une plaque de support 801' présentant des ouvertures traversantes 802 situées en correspondance des orifices de fixation 140 de l'outil 100. Des éléments d'assemblage (sous la forme de vis de fixation 233) sont montés chacun à travers une ouverture traversante 802 depuis la deuxième face (face arrière) de la plaque de support 801, en s'étendant jusqu'au passage partiellement traversant de l'une des cales de fixation 238, elle-même fixée dans l'orifice de fixation 140 correspondant de l'outil 100. Cette liaison mécanique rigide, totale (sans degré de liberté), entre chaque élément d'assemblage 233 et sa cale de fixation 238 associée, est par exemple réalisée par vissage (coopération entre un filetage mâle sur la portion d'extrémité des éléments d'assemblage, formées alors de vis de fixation 233, et un filetage femelle dans le passage partiellement traversant de la cale de fixation 238) ou par encastrement/enchâssement, frettage ou soudage. Dans une variante (non représentée) de cale de fixation 238 avec un passage traversant et afin d'assurer la tenue mécanique de l'ensemble, il est prévu d'attacher de manière solidaire la portion d'extrémité des vis de fixation 233, directement dans l'orifice de fixation 140 de l'outil 100. Les vis de fixation 233 traversent ainsi complètement les cales de fixation 238 et viennent se fixer dans les orifices de fixation 140 de l'outil 100. Cette liaison mécanique rigide, totale (sans degré de liberté), entre chaque vis de fixation 233 et son orifice de fixation 140 associé, est par exemple réalisée par vissage (coopération entre un filetage mâle sur la portion d'extrémité des vis de fixation 233, et un filetage femelle dans l'orifice de fixation 140 de l'outil 100) ou par encastrement/enchâssement, frettage ou soudage.

[0066] En choisissant des cales de fixation 238 en matériau rigide, par exemple en métal, la fixation est complètement rigide et permet une reprise des efforts subis par l'outil 100 au niveau des cales de fixation 238 qui constituent une extension physique de l'outil 100 et subissent toutes les vibrations et déformations qui parviennent jusqu'à elles via les orifices de fixation 140, y compris le mouvement alternatif de rotation autour du point nodal 138 qui entoure chaque orifice de fixation, d'où un travail en torsion des cales de fixation 238. Les vibrations de l'outil 100 sont engendrées par un transducteur 230 qui est relié via un élément de raccordement 231 (et un éventuel booster 240 non représenté) à l'orifice de montage 138 de l'outil 100. En d'autres termes, ces cales de fixation 238 sont considérée fixées rigidement à l'outil 100 et subissent donc, au moment de la vibration de l'outil 100, le mouvement de torsion du point nodal auxquels elles sont rattachées. Ces cales de fixation 238 font donc partie intégrante de l'ensemble ultrasonique en vibration une fois assemblées.

[0067] Selon une autre conception, les cales de fixation 238 sont dans un matériau qui n'est pas rigide, ou peu rigide, (avec un module de Young inférieur à 20 GPa). Dans ce second cas, avec des cales de fixation 238 en matériau souple, il est possible d'absorber les vibrations pour un fonctionnement non seulement silencieux, mais qui ne nécessite pas de contrainte de positionnement précis entre l'outil 100 et la plaque de support 801. A titre d'exemple de ce second cas, les cales de fixation 238 sont en matériau synthétique comme une matière plastique (telle que du caoutchouc, du polyamide ou un polymère styrénique)

[0068] Le dernier orifice de fixation 140 (quatrième orifice de fixation 140 sur les figures 18 et 19), qui ne coopère pas avec une cale de fixation 238 et une vis de fixation 233, reçoit, sur la face principale de l'outil opposée à celle regardant la plaque de support 801', une tige rotative 820. Cette tige rotative 820 présente une première extrémité montée rigidement dans ce dernier orifice de fixation 140, par exemple par une liaison filetée (en alternative de ce vissage, on peut concevoir un enchâssement, frettage, ou soudage). Cette liaison rigide entre cette tige rotative 820 et le dernier orifice de fixation 140 entraîne, lorsque l'outil 100 vibre, un mouvement rotatif alternatif (mouvement de va-et-vient) ainsi qu'un mouvement de percussion (mouvement axial de va-et-vient) de la tige rotative 820 formant une mèche de perçage qui peut réaliser ainsi une opération de perçage. A cet effet, la deuxième extrémité, libre, de cette tige rotative 820 est conformée avec un relief adapté à la matière à percer. De la même façon, le matériau de la tige de perçage 820 est adapté au type de perçage à réaliser, notamment à la matière à percer. Cette tige rotative 820 est rectiligne sur toute sa longueur sur les figures 18 et 19, et est dans ce cas prévue pour effectuer des perçages circulaires. Dans d'autres cas non représentés, cette tige rotative 820 est rectiligne hormis dans sa deuxième extrémité qui est courbe, notamment en arc de cercle. Une telle mèche de perçage avec une extrémité libre non rectiligne, notamment courbe, permet avec un mouvement de la main également courbe de réaliser des perçages non rectilignes. En effet, dans ce cas, la tête de la tige de perçage 820 effectue une rotation selon un mouvement de va-et-vient apte à effectuer un perçage en forme d'arc de cercle. Une tige de perçage 820 bien définie géométriquement tourne selon un mouvement combinant un va-et-vient en rotation et un va-et-vient axial (percussion) très stable et très précis, en recourant si besoin à des masses positionnées sur la tige de perçage 820. Elle peut aussi amplifier le mouvement d'excitation de son point de fixation sur l'outil 100 avec des masses ajustées sur la longueur de cette tige de perçage 820. De telles masses sont visibles sur les figures 18 et 19. La géométrie d'une tige de perçage peut être mise en forme par usinage conventionnel tel que le tournage et le fraisage mais aussi par un procédé d'injection MIM (moulage injection métallique) suivi d'une opération de déliantage et de frittage.

[0069] Pour compléter cette machine de perçage 800, un corps 830 est relié de manière solidaire à la plaque de support 801'. Ce corps 830 comporte une poignée à main 832 associée à une gâchette 836 pour la commande de la mise en vibration de l'outil 100, et à un câble pour l'alimentation électrique du transducteur 230, du booster éventuel 240, et du générateur d'impulsions 840. Ce câble comprend la partie commande du générateur d'impulsions 840, soit la transmission du signal de la gâchette 836 au générateur d'impulsions 840 pour l'activation du transducteur 230, ainsi que la partie alimentation du transducteur 230 depuis le générateur d'impulsions 840.

[0070] Une possibilité est d'utiliser cette machine de perçage 800 dans des applications médicales, notamment en chirurgie orthopédique, par exemple pour réaliser le perçage d'un os afin d'y loger un élément de fixation en cas de pose d'un implant. Avec une vibration à des fréquence d'ultrasons, notamment autour de ou plus grand que 30 KHz, on constate une moindre détérioration des matières organiques entourant l'os percé, ce qui assure de meilleures cicatrisation et reconstitution générale des éléments organiques après intervention. Une autre application concerne la chirurgie dentaire. Bien sûr, on peut réaliser une machine de perçage 800 avec un autre outil 100 que celui des figures 18 et 19.

[0071] On comprend que dans le cas du premier mode de réalisation du montage selon l'invention, les bossages 141 ou les cales de fixation 238 sont des éléments de transition entre l'outil 100 et l'élément de support 801, absorbant la déformation subie par les zones nodales 180 entourant les orifices de fixation pendant l'excitation vibratoire, ce par quoi cette déformation n'est pas transmise aux orifices de fixation 802 de l'élément de support 801.

[0072] On se reporte maintenant à la figure 20, représentant une machine d'injection plastique qui utilise un quatrième type d'outil 100 qui sert de moule, et un montage selon le deuxième mode de réalisation, proche de celui des figures 12 et 13.

[0073] Cet outil 100 du quatrième type présente une portion de tête 102 avec deux orifices de fixation, comme dans le cas de l'outil 100 du premier type. Pour cet outil 100, la portion de jambe 104 forme une portion de travail qui est très large, plus étendue en direction x que la portion de tête 102. On retrouve un orifice de réglage 160 entre la portion de tête et la portion de jambe 104.

[0074] L'outil 100 du quatrième type comporte en plus des canaux de circulation de fluide 170 (liquide ou gaz) s'étendant dans la portion de jambe 104 formant le corps de l'outil. Ces canaux 170 permettent de faire circuler un liquide dans le corps de l'outil 100 pour le refroidissement ou éventuellement le réchauffement de l'outil 100. Les perçages formant ces canaux 170 sont débouchant sur les faces 133, 134 et 135 car réalisés sous la forme de deux séries de perçages : une première série de perçages parallèles à la direction Z débouche dans la face d'extrémité 134, et une deuxième série de perçages parallèles à la direction X débouche dans les deux faces latérales 133 et 135 en intersectant avec la première série de perçage. Ces perçages servent à faire circuler un liquide (refroidissement ou chauffage) dans l'outil 100: il est à noter que ce liquide allant aussi être soumis aux ultrasons, il s'ensuit un traitement et en particulier une désinfection par ultrason du fait de la cavitation qui intervient dans ce liquide, notamment de l'eau. Les perçages débouchant sur la face d'extrémité 134 définissent l'entrée et la sortie du liquide dans l'outil 100 et les perçages de la deuxième série débouchant sur les faces latérales 133 et 135 traversent l'outil selon l'axe X et relient l'entrée et la sortie du liquide dans l'outil 100. Pendant l'utilisation de l'outil, les extrémités des perçages de la deuxième série sont refermées par des bouchons 173 afin de délimiter un circuit avec une seule entrée et une seule sortie 172. Également, l'outil de la figure 20 est adapté pour servir de moule. A cet effet, il comporte sur l'une de ses faces principales 110 et 120 une zone en relief, en particulier une zone en creux 191 formant une cavité/une empreinte contribuant à former le moule. Cette zone en creux 191 communique avec des orifices de travail 150 traversants qui s'étendent entre la première face principale 110 et la deuxième face principale 120 : ces orifices de travail servent de logement pour les tiges éjecteurs 302 qui agissent au moment de la décharge du moule.

[0075] La figure 20 montre en éclaté une portion d'une machine d'injection plastique dans laquelle le moule comporte, dans la partie de sa carcasse 303, un outil 100 selon le quatrième type qui est intercalé entre la partie de la carcasse 303, par l'intermédiaire de cales de fixation 238 ou d'éléments d'espacement 237, et la partie de la carcasse 304 pendant l'injection. L'outil 100 comporte une zone en creux 191 formant une cavité/une empreinte pour l'injection plastique d'une pièce. La partie mobile de la carcasse 303 du moule comporte en plus un système d'éjection composé de tiges éjecteur 302 montées mobile dans celle-ci et étant partiellement introduites dans l'outil 100 pendant l'injection et ensuite complètement introduites au travers de l'outil 100 au moment de l'éjection. Après l'injection, pendant le démoulage, les deux carcasses extérieures 303 et 304 du moule sont écartées, le transducteur 230 ou autre dispositif générant l'énergie vibratoire à la fréquence souhaitée, mettant en vibration l'outil 100, ce par quoi la pièce issue de l'injection de matière plastique est aisément éjectée de sa cavité composée de la zone en creux 191 de l'outil 100, et ce, sans endommager la structure de surface de la pièce produite. Dans le cas représenté, le transducteur 230 est relié à un booster 240 via un élément de raccordement 231, et le booster 240 est monté dans un orifice de montage 138 via un autre élément de raccordement 231. Ainsi, on obtient d'une manière plus générale une machine d'injection plastique comportant un moule d'injection plastique, et un système vibratoire tel que défini auparavant, comprenant un outil 100, dans lequel la première face principale ou la deuxième face principale de l'outil est disposée, par l'intermédiaire de cales de fixation 238 ou d'éléments d'espacement 237, contre une surface du moule ou d'une pièce solidaire du moule. La mise en vibration de l'outil 100 entraîne la vibration de la cavité d'injection du moule composée de la zone en creux 191, en particulier lors de la décharge du moule.

[0076] On comprend que dans le cas du deuxième mode de réalisation du montage selon l'invention, les douilles de guidage 236 et les tiges de fixation 233' sont des éléments de transition entre l'outil 100 et l'élément de support 801, permettant par la liaison pivot entre les douilles de guidage 236 et les tiges de fixation 233' de ne pas transmettre ni aux tiges de fixation 233' ni aux élément de support fixés sur ces tiges de fixation (plaque de support 801 ou carcasse 303, 304) la déformation subie par les zones nodales 180 entourant les orifices de fixation pendant l'excitation vibratoire.

[0077] Les différents types d'outils pouvant être utilisés dans le cadre de la présente invention dépassent le cadre des exemples présentés dans la description détaillée précédente et sur les figures annexées. Notamment, l'une et/ou l'autre des dispositions suivantes sont possibles pour un tel outil : au moins une partie des éléments d'assemblage traversent lesdits orifices de fixation de l'outil et les orifices de fixation de l'élément de support ; lesdits orifices de fixation de l'outil sont traversants entre deux faces de l'outil ; lesdits orifices de fixation de l'élément de support sont traversants entre deux faces de l'élément de support; lesdits éléments d'assemblage comportent une tige filetée passant dans un orifice de fixation de l'outil et l'orifice de fixation correspondant de l'élément de support ; ledit outil comporte, dans lesdites zones nodales, un bossage avec un taraudage ou un perçage formant l'orifice de fixation de l'outil ; lesdits éléments d'assemblage comportent un élément d'espacement placé au moins partiellement entre ledit outil et ledit élément de support, ledit élément d'espacement entourant au moins partiellement ladite tige filetée ; le dispositif vibratoire comporte un transducteur, ou un transducteur ultrasonique (encore appelé convertisseur ultrasonique), ou un système de mise en vibration par élément piézoélectrique ou un système de mise en vibration par élément piézoélectrique fonctionnant dans le domaine des ultrasons; l'élément de support est une plaque de support ou un bâti machine ; ledit outil est massif et définit en outre une première face principale 110 et une deuxième face principale 120, présentant le même contour, la face de fixation étant formée par la première face principale 110, une bordure 130 constituée d'une troisième face encerclant ledit outil 100 entre la première face principale 110 et la deuxième face principale 120; ledit orifice de montage débouche dans ladite bordure 130 ; ledit outil 100 définit trois plans: un premier plan P1 étant le plan moyen formé entre la première face principale 110 et la deuxième face principale 120, un deuxième plan P2 et un troisième plan P3 orthogonaux entre eux et au premier plan P1 ; la première face principale 110 formant la face de fixation est plane; la première face principale 110 et la deuxième face principale 120 sont essentiellement planes et parallèles entre elles; la projection orthogonale de ladite première face principale 110 et de ladite deuxième face principale 120 est circonscrite dans un rectangle, ce par quoi la première face et la deuxième face définissent chacune quatre côtés ; la bordure (130) encerclant ledit outil (100) est constituée de surfaces perpendiculaires à ladite première face principale (110) et à ladite deuxième face principale (120) ; le troisième plan P3 formant un plan moyen entre deux côtés opposés de ladite bordure 130 formant des faces d'extrémité 131, 134 et le deuxième plan P2 formant un plan de symétrie entre les deux autres côtés opposés de ladite bordure 130 formant des faces latérales 133, 135; ladite bordure (130) forme au moins deux renfoncements (136; 137) situés sur deux côtés opposés de ladite bordure (130) formant les faces latérales (132, 134) ; ledit outil définit au moins une portion de tête située dans le prolongement d'une portion de jambe qui est centrée par rapport à la portion de tête, la portion de tête étant de forme générale allongée selon une première direction (X) parallèle au troisième plan P3, la portion de jambe étant de forme générale allongée selon une deuxième direction (Z) orthogonale à la première direction (X) et parallèle au deuxième plan P2 , la portion de tête définissant à chacune de ses extrémités selon la première direction un profil courbe ladite bordure délimite au moins le contour de ladite portion de tête et ladite portion de jambe selon une forme en T

Signes de référence employés sur les figures

[0078] P1 Premier plan P2 Deuxième plan (plan de symétrie) P3 Troisième plan A1 Axe orifice de fixation 140 100 Outil vibrant 102 Portion de tête 104 Portion de jambe 110 Première face principale 120 Deuxième face principale 130 Bordure 131 Face d'extrémité 133 Face latérale 134 Face d'extrémité 135 Face latérale 138 Orifice de montage 139 Orifice de montage 140 Orifice de fixation 160 Orifice de réglage 170 Canal de circulation de fluide (liquide ou gaz) 173 Bouchons 180 Zone nodale 191 Zone en relief (cavité) 230 Transducteur 231 Elément de raccordement 233 Vis de fixation 233' Tige de fixation 234 Douille de fixation 236 Douille de guidage 237 Elément d'espacement (rondelle) 238 Cales de fixations 240 Booster 302 Tige éjecteur 303 Carcasse extérieure du moule 304 Carcasse extérieure du moule 800 Machine de perçage 801 Élément de support (plaque) 801' Plaque de support 802 Orifice de fixation (Ouverture traversante) 820 Tige rotative (mèche de perçage) 830 Corps de la machine de perçage 832 Poignée 834 Câble 836 Gâchette 840 Générateur d'impulsions

Claims

1. Ensemble électromécanique avec système vibratoire comprenant : – un outil (100) apte à vibrer lorsqu'il est soumis à une excitation vibratoire de fréquence f, ledit outil comportant une face de fixation, un orifice de montage (138) situé en dehors de la face de fixation, et au moins deux orifices de fixation (140) débouchant sur ladite face de fixation, ledit outil (100) étant agencé de sorte que pendant la vibration à une fréquence de travail f0 prédéfinie, au moins une zone de l'outil forme une zone fonctionnelle (190) qui présente une déformation pendant ladite excitation vibratoire, et au moins deux zones de l'outil forment des zones nodales (180), chaque orifice de fixation (140) étant placé dans une zone nodale, – un dispositif vibratoire (230) apte à générer une fréquence f0, – un élément de support (801)comprenant au moins deux orifices de fixation (802) espacés entre eux de la même distance que les deux orifices de fixation (140) de l'outil (100), et – des éléments d'assemblage permettant de relier l'outil (100) à l'élément de support (801) lorsque chaque orifice de fixation (140) de l'outil (100) est aligné avec un orifice de fixation (802) de l'élément de support (801), ledit outil (100) étant fixé au dispositif vibratoire par ledit orifice de montage (138).

2. Ensemble selon la revendication 1, dans lequel ladite déformation de la zone fonctionnelle correspond à une déformation en élongation et en contraction de la face de fixation.

3. Ensemble selon la revendication 1 ou 2, dans lequel dans lesdites zones nodales la face de fixation est exempte de déformation en élongation et en contraction.

4. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel dans lesdites zone nodales l'outil est apte à subir une déformation en rotation alternée centrée sur l'axe de l'orifice de fixation.

5. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel au moins une partie des éléments d'assemblage traversent lesdits orifices de fixation de l'outil et les orifices de fixation de l'élément de support.

6. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel lesdits orifices de fixation de l'outil sont traversants entre deux faces de l'outil.

7. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel lesdits orifices de fixation de l'élément de support sont traversants entre deux faces de l'élément de support.

8. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel lesdits éléments d'assemblage comportent une tige filetée passant dans un orifice de fixation de l'outil et l'orifice de fixation correspondant de l'élément de support.

9. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel ledit outil comporte, dans lesdites zones nodales, un bossage avec un taraudage ou un perçage formant l'orifice de fixation de l'outil.

10. Ensemble selon la revendication 8, dans lequel lesdits éléments d'assemblage comportent un élément d'espacement placé au moins partiellement entre ledit outil et ledit élément de support, ledit élément d'espacement entourant au moins partiellement ladite tige filetée.

11. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel le dispositif vibratoire comporte un transducteur, ou un transducteur ultrasonique, ou un système de mise en vibration par élément piézoélectrique ou un système de mise en vibration par élément piézoélectrique fonctionnant dans le domaine des ultrasons.

12. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, dans lequel l'élément de support est une plaque de support ou un bâti machine.

13. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, dans lequel ledit outil est massif et définit en outre : – une première face principale (110) et une deuxième face principale (120), présentant le même contour, la face de fixation étant formée par la première face principale (110), – une bordure (130) constituée d'une troisième face encerclant ledit outil (100) entre la première face principale (110) et la deuxième face principale (120).

14. Ensemble selon la revendication 13, dans lequel ledit orifice de montage débouche dans ladite bordure (130).

15. Ensemble selon la revendication 13 ou 14, dans lequel ledit outil (100) définit trois plans: un premier plan P1 étant le plan moyen formé entre la première face principale (110) et la deuxième face principale (120), un deuxième plan P2 et un troisième plan P3 orthogonaux entre eux et au premier plan P1.

16. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 13 à 15, dans lequel la première face principale (110) formant la face de fixation est plane.

17. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 13 à 16, dans lequel la première face principale (110) et la deuxième face principale (120) sont essentiellement planes et parallèles entre elles.

18. Ensemble selon la revendication 17, dans lequel la projection orthogonale de ladite première face principale (110) et de ladite deuxième face principale (120) est circonscrite dans un rectangle, ce par quoi la première face et la deuxième face définissent chacune quatre côtés.

19. Ensemble selon la revendication 17, dans lequel la bordure (130) encerclant ledit outil (100) est constituée de surfaces perpendiculaires à ladite première face principale (110) et à ladite deuxième face principale (120).

20. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 15 à 19, dans lequel le troisième plan P3 formant un plan moyen entre deux côtés opposés de ladite bordure (130) formant des faces d'extrémité (131, 133) et le deuxième plan P2 formant un plan de symétrie entre les deux autres côtés opposés de ladite bordure (130) formant des faces latérales (132, 134).

21. Ensemble selon la revendication 20, dans lequel ladite bordure (130) formant au moins deux renfoncements (136; 137) situés sur deux côtés opposés de ladite bordure (130) formant les faces latérales (132, 134)

22. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 13 à 16, dans lequel ledit outil définit au moins une portion de tête située dans le prolongement d'une portion de jambe qui est centrée par rapport à la portion de tête, la portion de tête étant de forme générale allongée selon une première direction (X) parallèle au troisième plan P3, la portion de jambe étant de forme générale allongée selon une deuxième direction (Z) orthogonale à la première direction (X) et parallèle au deuxième plan P2, la portion de tête définissant à chacune de ses extrémités selon la première direction un profil courbe.

23. Ensemble selon la revendication 13 et la revendication 22, dans lequel ladite bordure délimite au moins le contour de ladite portion de tête et ladite portion de jambe selon une forme en T.

24. Procédé de montage d'un outil vibrant sur un élément de support non vibrant, comprenant les étapes suivantes : – fourniture d'un outil apte à vibrer lorsqu'il est soumis à une excitation vibratoire de fréquence f0, , ledit outil comportant une face de fixation, un orifice de montage situé en dehors de la face de fixation, et au moins deux orifices de fixation débouchant sur ladite face de fixation, ledit outil (100) étant agencé de sorte que pendant la vibration à une fréquence de travail f0 prédéfinie, au moins une zone de l'outil forme une zone fonctionnelle (190) qui présente une déformation pendant ladite excitation vibratoire à ladite fréquence de travail f0 prédéfinie, et au moins deux zones de l'outil forment des zones nodales (180), chaque orifice de fixation étant placé dans une zone nodale,, – fourniture d'un dispositif vibratoire apte à générer une fréquence f0, – fourniture d'un élément de support comprenant au moins deux orifices de fixation espacés entre eux de la même distance que les deux orifices de fixation de l'outil, – fourniture d' éléments d'assemblage aptes à relier l'outil à l'élément de support, – montage dudit outil au dispositif vibratoire par ledit orifice de montage (138), – placement de l'outil face à l'élément de support avec chaque orifice de fixation de l'outil aligné avec un orifice de fixation de l'élément de support, – montage des élément d'assemblage entre l'outil et l'élément de support, ces éléments d'assemblage étant au moins en partie logés dans les orifices de fixation de l'outil et dans les orifices de fixation de l'élément de support, – activation du dispositif vibratoire, ce par quoi l'outil rentre en vibration avec une déformation différente entre la zone fonctionnelle et les zones nodales, et ce par quoi l'élément de support reste statique.

25. Procédé selon la revendication 24, dans lequel les éléments d'assemblage agissent comme des ressorts de torsion, une première extrémité des éléments d'assemblage étant reliée à l'élément de support et restant statique et fixe pendant l'excitation vibratoire, et une deuxième extrémité des éléments d'assemblage étant reliée à l'outil vibrant et entrainée en torsion par la zone nodale rotative.

26. Procédé selon la revendication 25, dans lequel la deuxième extrémité des éléments d'assemblage forme, avec les orifices de fixation de l'outil, une liaison solidaire.

27. Procédé selon la revendication 24, dans lequel la deuxième extrémité des éléments d'assemblage forme, avec les orifices de fixation de l'outil, une liaison pivot autour de l'axe A1 des orifices de fixation de l'outil.