FR3117052A1 - Dispositif de perçage à moyens de mesure des forces de poussée axiales. - Google Patents

Dispositif de perçage à moyens de mesure des forces de poussée axiales. Download PDF

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Abstract

L’invention concerne un dispositif de perçage portable (1) comprenant : - un carter (100) présentant une poignée (101) et dans lequel est logé un système d’entrainement en rotation (200) d’un outil de perçage destiné à être couplé audit système, ledit système d’entrainement en rotation (200) s’étendant selon un axe de rotation (XR) et comprenant : - un moteur (210), et - un arbre porte-outil (220) destiné à porter ledit outil de perçage, - une butée (411) montée sur ledit arbre porte-outil (220), ladite butée (411) étant configurée pour supporter les forces de poussée (FP) appliquées audit arbre porte-outil (220) lorsque l’utilisateur exerce une pression sur ledit carter (100) lors d’une opération de perçage, lesdites forces de poussée (FP) comprenant au moins une composante orientée selon ledit axe de rotation (XR). Selon l’invention, le dispositif comprend des moyens de mesure (300, 300', 3000) desdites forces de poussée (FP) lors d’une opération de perçage. Figure 1

Description

Dispositif de perçage à moyens de mesure des forces de poussée axiales.
1. Domaine de l’invention
Le domaine de l’invention est celui des outils portatifs.
L’invention concerne plus particulièrement la conception et la réalisation des outils portatifs prévus pour réaliser un perçage.
2. Art antérieur
Des outils portatifs de perçage sont couramment utilisés dans divers domaines comme par exemple dans celui de l’industrie aéronautique. Les perceuses motorisées, électriques ou pneumatiques, sont couramment mises en œuvre sur les structures avionnées pour réaliser diverses opérations et notamment les opérations :
- de perçage droit ou désaxé avec ou sans lubrification,
- d’agrandissement de perçage,
- de fraisurage,
- de contreperçage,
- d’alésage,
- d’ébavurage,
- d’épinglage,
- de lamage, et
- vissage.
Le domaine de production aéronautique doit faire face à plusieurs défis techniques.
Un premier défi résulte de ce que les avions sont actuellement constitués de nombreux matériaux, comme par exemple les composites carbone, l’aluminium ou alliage aluminium-lithium, le titane et l’acier. Ces différents matériaux ont des conditions de perçage différentes et leur empilement dans les structures avionnées complexifie les paramètres de perçage. Ainsi, pour garantir le maintien d’un niveau de qualité élevé des pièces finies élevé, une opération de perçage doit parfois se décomposer en plusieurs opérations. Ce séquençage augmente le coût global de fabrication des avions, que ce soit due à la multiplicité des perçages, à la précision accrue du positionnement des trous sur les divers éléments à percer et aux temps de manipulation des pièces à percer.
Un deuxième défi résulte de ce qu’un nombre important des perçages est réalisé de manière manuelle. Le maintien des pièces de structure des avions est assuré par un rivetage ou un boulonnage. Aux exigences de précision très élevées vis-à-vis du maintien de la structure en vol s’ajoute le fait que ces systèmes de maintien en position nécessitent la réalisation d’un très grand nombre de trous, de l’ordre de 750 000 à 1 500 000 perçages par avion. Une partie de ces perçages est réalisée grâce à des unités de perçage automatique (fixées sur des grilles de perçage assurant la fonction de gabarit) mais il en reste encore une grande quantité de perçage qui est réalisée à l’aide de perceuse manuelle pour des raisons d’encombrement ou de coût d’outillage. Cela peut représenter jusqu’à 70% des perçages réalisés par un site de production.
Or, de telles interventions manuelles s’effectuent bien souvent dans des environnements de travail restreints (exigus) et dans des conditions difficiles exposant les opérateurs à la poussière notamment. Ainsi, les interventions sont parfois situées dans des endroits difficilement accessibles ce qui est inconfortable pour l’opérateur. Certaines opérations nécessitent des efforts qui constituent une fatigue pour l’opérateur, jusqu’à éventuellement l’apparition de troubles musculo-squelettiques. L’opérateur est ainsi amené à orienter l’outil dans des directions diverses et variées, en fonction de l’emplacement de l’opération à effectuer.
Un troisième défi résulte de ce quel l’évolution concurrentielle du secteur aéronautique impose de nouvelles exigences de cadence de production et d’amélioration de la productivité.
La nécessité d’augmenter la cadence de production nécessite de diminuer le temps dédié à chaque opération. L’opération de perçage manuel par exemple est une opération complexe qui dépend beaucoup des compétences et connaissances de l’opérateur et qui peut amener de nombreux problèmes de non-respect de la qualité attendue (non-qualités). Ces non-qualités peuvent être dues à des problèmes d’états de surface, de bavures, d’écaillage, de délaminage, de dérive du diamètre, de formes, d’orientation… Celles-ci ont pour conséquences une diminution de la productivité et des coûts importants. De tels problèmes peuvent par exemple être dus à une manipulation approximative de la perceuse par l’opérateur.
Compte-tenu de ces différents défis techniques, les constructeurs aéronautiques exigent désormais des moyens pour assister l’opération de perçage et la fiabiliser afin de réduire les non-qualités et ainsi augmenter la productivité notamment.
Dans le domaine de l’industrie aéronautique, il est connu de réaliser les perçages manuels au moyen de perceuses pneumatiques manuelles. Ces perceuses ont généralement été conçues à une époque où le perçage des alliages d’aluminium était prédominant, et donc à une époque où les paramètres de perçage (vitesse de rotation de l’outil de perçage, forces de poussée axiales exercées sur l’outil de perçage, etc.) ne variaient pas, ou peu. Toutefois, lorsqu’il s’agit d’assurer le perçage d’un empilement de plusieurs couches de matériaux différents, chaque matériau induit des paramètres de perçage (force axiale exercée sur l’outil de perçage par exemple) spécifiques. Par exemple, pour des applications manuelles, le titane requiert d’être percé par l’application d’une force axiale comprise entre 100 et 250N sur l’outil de perçage tandis que le carbone requiert d’être percé par l’application d’une force axiale comprise entre 10 et 50N. La valeur de la force axiale peut notamment varier en fonction du diamètre de perçage, de l’agrandissement de perçage et du type d’outil de perçage utilisé.
Une erreur dans le choix des paramètres de perçage pénalise donc la productivité et implique une qualité amoindrie pour la matière qui n’est pas percée avec les paramètres adéquats.
Il est également connu de réaliser les perçages au moyen d’unités de perçage électriques à paramètres de perçage contrôlés. Ces unités de perçages sont volumineuses et fixes (donc non manuelles), et sont adaptées à des perçages de plus gros diamètres et facilement accessibles. De telles unités de perçage à paramètres de perçage contrôlés ne répondent pas au besoin d’outils portables. Ce sont des outils destinés à être fixé sur un bâti lors de l’action de perçage, qui ne sont donc pas très maniables.
Les limites techniques de ces perceuses pneumatiques et électriques actuelles ne permettent donc pas de répondre à l’évolution des exigences de productivité et de flexibilité des outils dans le domaine de la production du secteur aéronautique.
La présente invention a donc pour but de faire évoluer l’état des techniques actuelles des perceuses manuelles afin de répondre aux défis techniques actuels imposés par la filière aéronautique.
3. Objectifs de l’invention
L’invention a notamment pour objectif d’apporter une solution efficace à au moins certains de ces différents problèmes.
En particulier, selon au moins un mode de réalisation, un objectif de l’invention est de procurer un dispositif de perçage électrique manuel qui permette de mesurer les forces de poussée exercées axialement sur l’outil de perçage, et donc sur le moteur du dispositif de perçage.
Notamment, l’invention a pour objectif, selon au moins un mode de réalisation, de fournir un tel dispositif qui permette à son utilisateur d’être informé, en temps réel, d’au moins un paramètre des forces de poussée exercées sur l’outil de perçage.
Un autre objectif de l’invention, selon au moins un mode de réalisation, est de fournir un tel dispositif qui permette, en fonction de la valeur des forces de poussée appliquées sur l’outil de perçage, de réguler, de manière autonome et en temps réel, tout ou partie des paramètres de perçage.
Notamment, l’invention a pour objectif, selon au moins un mode de réalisation, de fournir un tel dispositif qui soit simple et/ou robuste.
Un autre objectif de l’invention est, selon au moins un mode de réalisation, de fournir un tel dispositif qui soit fiable et efficace.
4. Présentation de l’invention
Pour ceci, l’invention propose un dispositif de perçage portable comprenant
- un carter présentant une poignée et dans lequel est logé un système d’entrainement en rotation d’un outil de perçage destiné à être couplé audit système, ledit système d’entrainement en rotation s’étendant selon un axe de rotation et comprenant :
- un moteur,
- un arbre porte-outil destiné à porter ledit outil de perçage,
- une butée montée sur ledit arbre porte-outil, ladite butée étant configurée pour supporter les forces de poussée appliquées audit arbre porte-outil lorsque l’utilisateur exerce une pression sur ledit carter lors d’une opération de perçage, lesdites forces de poussée comprenant au moins une composante orientée selon ledit axe de rotation.
Selon l’invention, le dispositif de perçage portable comprend des moyens de mesure desdites forces de poussée lors d’une opération de perçage.
Traditionnellement, pour réaliser une opération de perçage, l’utilisateur exerce une pression sur le carter du dispositif de perçage portable de manière à forcer l’insertion de l’outil de perçage en rotation dans le matériau à percer. Il est également connu que cette pression doit être orientée perpendiculairement à la surface du matériau à percer, c’est-à-dire selon l’axe de rotation du système d’entrainement en rotation, de manière à réaliser un perçage conforme aux qualités attendues. Néanmoins, en réaction à l’action de l’outil de perçage, le matériau à percer exerce sur l’outil de perçage une force sensiblement contraire et opposée à la pression exercée par l’utilisateur. Il en résulte que l’outil de perçage et le système d’entrainement en rotation sont soumis à des forces de poussée orientées au moins partiellement selon l’axe de rotation du système d’entrainement en rotation.
Ainsi, en mesurant les forces de poussée appliquées au système d’entrainement en rotation et en exploitant ces mesures, l’utilisateur peut corriger ou adapter l’utilisation que celui-ci a du dispositif de perçage portable. Par exemple, l’utilisateur peut adapter la pression exercée sur le dispositif de perçage portable selon la nature du matériau à percer (associée une valeur de poussée de référence prédéterminée par exemple).
L’utilisateur peut en outre réduire la pression qu’il exerce sur le dispositif de perçage portable si la force de poussée mesurée est trop élevée. De manière alternative, l’adaptation des paramètres de perçage (vitesse de rotation notamment) peut être réalisée de manière autonome par le dispositif de perçage selon les forces de poussée mesurées. Cela se traduit notamment par une limitation de l’usure prématurée du dispositif de perçage portable (moteur, transmission, …) et/ou de l’usure prématurée de l’outil de perçage monté sur le dispositif de perçage portable. Cela se traduit en outre par une amélioration des conditions de travail de l’utilisateur qui peut, par exemple, adapter les efforts physiques fournis selon la nature du matériau à percer.
Par ailleurs, de tels moyens de mesure permettent, en mesurant l’orientation des forces de poussée, de réduire les problèmes de non-respect de qualité attendue, notamment en prévenant la formation de trous inclinés dans le matériau à percer.
Selon un aspect particulier de l’invention, lesdits moyens de mesure sont disposés entre ledit carter et ladite butée.
Les moyens de mesure sont disposés à proximité du premier roulement selon une première approche ou bien entre le carter et le châssis selon une deuxième approche.
Selon un aspect particulier de l’invention, ledit arbre porte-outil est relié au carter par l’intermédiaire d’au moins :
- un premier roulement rigide, situé côté moteur, comprenant une bague extérieure montée mobile en translation selon l’axe de rotation par rapport audit carter et une bague intérieure montée fixé sur ledit arbre porte-outil, et
- un deuxième roulement rigide, situé côté outil de perçage, comprenant une bague extérieure montée fixe sur ledit carter et une bague intérieure montée fixe sur ledit arbre porte-outil,
et ladite butée est formée par ledit premier roulement, lesdits moyens de mesure étant configurés pour mesurer les forces de poussée transmises par ledit carter sur ledit premier roulement.
Les inventeurs ont constaté que les contraintes qui s’appliquent sur l’arbre porte-outil sont les plus représentatives des contraintes qui s’appliquent réellement sur l’outil de perçage. Ainsi, en disposant les moyens de mesures des forces de poussée au plus proche de la zone de perçage, on évite la prise en compte de forces parasites lors des mesures. Une telle configuration permet notamment d’assurer des mesures précises et fiables des forces de poussée transmise du carter vers l’outil de perçage.
Par ailleurs, un tel agencement permet au deuxième roulement de n’effectuer aucune reprise des forces de poussée. Ainsi, les forces de poussée sont intégralement reprises par le premier roulement qui est couplé, par le biais de sa bague extérieure, aux moyens de mesure des forces de poussée. Cela se traduit par une mesure fiable et précise des forces de poussée transmises par le carter sur le système d’entrainement en rotation. Par ailleurs, la mise en œuvre d’un montage fixe de la bague extérieure du deuxième roulement (côté outil) sur le carter permet un guidage précis du deuxième roulement, et donc de l’arbre porte-outil et de l’outil associés.
Selon un aspect particulier de l’invention, les jeux internes des premier et deuxième roulements sont orientés de sorte à ce que les axes de contact des billes des premier et deuxième roulements forment sensiblement un X.
Selon un aspect particulier de l’invention, lesdits moyens de mesure comprennent un disque annulaire présentant une première face disposée contre ladite bague extérieure dudit premier roulement, et une deuxième face disposée contre ledit carter.
Une telle configuration permet la conception simple, robuste et peu onéreuse de moyens de mesure des forces de poussée transmises par le carter sur le système d’entrainement en rotation de l’outil de perçage.
Selon un aspect particulier de l’invention, ledit disque annulaire comprend une pluralité de secteurs de mesure répartis sur une desdites faces du disque annulaire, lesdits secteurs de mesure étant fonctionnellement indépendants les uns des autres de sorte à détecter et mesurer lesdites forces de poussée non coaxiales avec l’axe de rotation dudit système d’entrainement en rotation.
La mesure de l’inclinaison des forces de poussée permet notamment d’améliorer la longévité du dispositif de parçage portable ainsi que celle de l’outil de perçage associé. De tels moyens de mesure permettent en outre de prévenir la formation de perçages inclinés par rapport à la surface du matériau à percer (ce qui provoque de façon connue l’ovalisation non souhaitée du perçage), et de garantir l’intégrité de l’état de surface du matériau à percer. Ceci permet en particulier d’éviter la formation d’encoches, dues notamment à un ricochet de l’outil de perçage sur la surface du matériau. Cela se traduit donc par une réduction des problèmes de non-respect de qualité attendue.
Selon un aspect particulier de l’invention, le dispositif de perçage portable comprend en outre un châssis disposé au moins partiellement à l’intérieur de ladite poignée dudit carter, et lesdits moyens de mesure sont disposés entre ledit carter et ledit châssis.
Un tel agencement permet notamment une conception simple, robuste et à moindre coût de moyens de mesure des forces de poussée transmises par le carter sur le système d’entrainement en rotation de l’outil de perçage. Par exemple, un tel agencement nécessite effectivement peu de modifications structurelles des dispositifs de perçage portables pour l’intégration des moyens de mesure.
Un tel agencement permet en outre de dissocier les moyens de mesure de la structure du système d’entrainement en rotation de l’outil de perçage. Disposer les moyens de mesure entre le carter et le châssis permet avantageusement aux moyens de mesure de n’avoir aucune incidence néfaste sur la chaîne cinématique du système d’entrainement en rotation, pouvant engendrer une dégradation du faux rond par exemple. Ainsi, un tel agencement permet au dispositif de perçage d’assurer la mesure des forces de poussée sans de la mise en œuvre des moyens de mesure associés n’impactent, ou de manière négligeable, la qualité des perçages réalisés.
Par ailleurs, un tel positionnement permet aux moyens de mesure d’être disposés à proximité de la main de l’utilisateur. Cela se traduit par une mesure précise des forces de poussée appliquées par l’utilisateur sur le carter du dispositif de perçage.
Selon un aspect particulier de l’invention, le dispositif de perçage portable comprend en outre une unité de traitement reliée auxdits moyens de mesure, ladite unité de traitement étant configurée pour traiter au moins une valeur mesurée par lesdits moyens de mesure, ladite valeur mesurée étant représentative desdites forces de poussée.
Selon un aspect particulier de l’invention, le dispositif de perçage portable comprend en outre :
- des moyens d’alerte reliés à ladite unité de traitement, lesdits moyens d’alerte étant configurés pour générer une alerte utilisateur lorsque ladite valeur mesurée par lesdits moyens de mesure est supérieure à une valeur de référence prédéterminée, et/ou
- des moyens de régulation reliés à ladite unité de traitement, lesdits moyens de régulation étant configurés pour réguler au moins un paramètre de fonctionnement dudit système d’entrainement en rotation en fonction de ladite valeur mesurée par lesdits moyens de mesure.
De telles configurations permettent notamment de limiter l’usure prématurée du dispositif de perçage portable et/ou de l’outil de perçage associé.
Selon un aspect particulier de l’invention, le dispositif de perçage portable comprend en outre :
- des moyens de communication reliés à ladite unité de traitement, lesdits moyens de communication étant configurés pour transmettre ladite valeur mesurée vers un terminal distant, et/ou
- des moyens d’affichage reliés à ladite unité de traitement, lesdits moyens d’affichage étant configurés pour afficher ladite valeur mesurée et/ou au moins un indicateur représentatif de ladite valeur mesurée.
De tels moyens de communication permettent d’assurer la traçabilité des forces de poussée transmises par le carter sur le système d’entrainement en rotation, et donc de déterminer l’usure de celui-ci. Cela se traduit notamment par une simplification de la maintenance du dispositif de perçage portable et/ou de l’outil de perçage associé.
De tels moyens d’affichage permettent d’informer en temps réel l’utilisateur, de manière précise, des dérives de l’utilisation du dispositif de perçage portable.
Selon un aspect particulier de l’invention, lesdits moyens de mesure comprennent au moins un capteur parmi un capteur piézo-électrique, un capteur piézo-résistif et une jauge de contrainte.
Selon un aspect particulier de l’invention, le dispositif de perçage portable est destiné à coopérer avec au moins un dispositif auxiliaire audit outil de perçage, notamment un pied de perçage et en ce qu’il comprend des moyens de détection de la présence dudit dispositif auxiliaire logés au moins partiellement dans ledit carter, et il comprend une unité de traitement reliée auxdits des moyens de détection, ladite unité de traitement étant configurée pour autoriser la rotation dudit moteur lorsque lesdits moyens de détection détectent la présence dudit dispositif auxiliaire.
Selon un aspect particulier de l’invention, lesdits moyens de détection comprennent un émetteur de signaux de détection de la présence dudit dispositif auxiliaire, destiné à être couplé mécaniquement audit dispositif auxiliaire, et un récepteur desdits signaux de détection de la présence dudit dispositif auxiliaire, logé dans ledit carter.
Selon un aspect particulier de l’invention, ledit émetteur est relié à un accéléromètre, ledit accéléromètre étant configuré pour commander l’émission desdits signaux de détection de la présence dudit dispositif auxiliaire.
5. Description des figures
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante de modes de réalisation particuliers, donnés à titre de simples exemples illustratifs et non limitatifs, et des dessins annexés parmi lesquels :
: la est une vue en coupe longitudinale d’un dispositif de perçage portable selon un premier mode de réalisation de l’invention ;
: la est une vue partielle de la focalisant sur l’extrémité du dispositif de perçage portable destinée à porter un outil de perçage ;
: la est une vue partielle de la focalisant sur le positionnement des moyens de mesure des forces de poussée ;
et : les figures 4A et 4B sont des vues en perspective de deux exemples alternatifs de moyens de mesure des forces de poussée pour un dispositif de perçage portable conforme au premier mode de réalisation de l’invention ;
: la est un organigramme représentant les étapes principales d’un procédé de montage des moyens de mesure des forces de poussée, illustrés en figures 4A ou 4B, dans un dispositif de perçage portable conforme au premier mode de réalisation de l’invention ;
: la est une vue en coupe partielle de l’extrémité du dispositif de perçage portable, conforme à la , après mise en œuvre des étapes de montage de la ;
: la est un schéma fonctionnel illustrant un dispositif de perçage portable comprenant des moyens de mesure des forces de poussée conformes à l’invention ;
et : les figures 8 et 9 sont différentes vues partielles, de côté et en perspective respectivement, d’un exemple de dispositif de perçage portable conforme à un deuxième mode de réalisation de l’invention ;
: la est une vue de côté d’un dispositif de perçage portable, préférentiellement conforme à l’invention, présentant un système de détection de la présence d’un dispositif auxiliaire d’un outil de perçage ;
, , , , , , et : les figures 11 à 18 sont différentes vues d’un exemple d’émetteur de signaux de détection appartenant au système de détection de la présence d’un dispositif auxiliaire d’un outil de perçage de la .
6. Description détaillée de l’invention
Par la suite, de mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références sur les différentes figures.
6.1 Description d’un premier mode de réalisation particulier
On présente en relation avec les figures 1 à 7 un exemple d’un dispositif de perçage portable conforme à un premier mode de réalisation de l’invention.
Ainsi que cela est représenté tout ou partie sur les figures 1 à 3 notamment, un tel dispositif de perçage portable 1 comprend un carter 100 de type poignée-pistolet comprenant donc une poignée 101 (l’axe de la poignée forme un angle non nul avec l’axe de rotation du moteur - dans lequel la poignée s'étendra selon un axe incliné par rapport au reste du corps). Il pourrait toutefois s’agir d’un carter longitudinal dont l’axe de la poignée est parallèle ou confondu avec l’axe de rotation du moteur, ou tout autre type de carter.
Le dispositif de perçage portable 1 comprend un système d’entrainement en rotation 200, s’étendant selon un axe de rotation XR, qui comprend un moteur 210, un arbre porte-outil 220 et une transmission 230 reliant mécaniquement le moteur 210 à l’arbre porte-outil 220.
Préférentiellement le moteur 210 est un moteur électrique synchrone à aimant permanent. Il pourrait toutefois s’agir de tout autre type de moteur électrique.
L’arbre de sortie du moteur 210 est relié à l’entrée de la transmission 230, formée par un train épicycloïdal par exemple, dont la sortie est reliée à l’arbre porte-outil 220 susceptible d’être entrainé en rotation via le moteur 210 et la transmission 230.
L’arbre porte-outil 220 est destiné à porter, par l’intermédiaire d’une tête d’outil (non représentée) rapportée sur l’extrémité libre de l’arbre porte-outil 220, un outil de perçage (non représenté), également appelé outil de coupe.
Par ailleurs, le carter 100 loge des moyens autonomes d’alimentation électrique du moteur (non visibles). Ces moyens comprennent ici un onduleur et une batterie. Il pourrait s’agir de tout autres moyens autonomes d’alimentation comme une capacité ou autre. Il pourrait s’agir de manière alternative de moyens d’alimentation électrique filaires (le dispositif comprend dans ce cas à son extrémité arrière des moyens de raccordement à un réseau d'alimentation électrique).
Le dispositif de perçage portable 1 comprend une gâchette 10 d’actionnement et des moyens de commande du moteur en fonction de la position de la gâchette 10, la gâchette 10 étant mobile entre au moins :
- une position de repos dans laquelle le moteur est à l’arrêt ;
- une position d’actionnement dans laquelle le moteur est entrainé par les moyens de commande selon une fréquence de rotation prédéterminée.
En pratique, pour réaliser une opération de perçage, l’utilisateur saisit la poignée 101 et exerce une pression sur le carter 100 du dispositif de perçage portable 1 de manière à forcer l’insertion de l’outil de perçage en rotation dans le matériau à percer. Il est également connu que cette pression doit être orientée perpendiculairement à la surface du matériau à percer, c’est-à-dire selon l’axe de rotation XRdu système d’entrainement en rotation 200, de manière à réaliser un perçage conforme aux qualités attendues. Il en résulte que l’outil de perçage et le système d’entrainement en rotation 200 sont soumis à des forces de poussée FP orientées au moins partiellement selon l’axe de rotation XRdu système d’entrainement en rotation 200. Cette force de poussée FP correspond à la pression qu’exerce l’utilisateur sur le carter 100 du dispositif de perçage portable 1. En outre, en réaction à l’action exercée sur l’outil de perçage, le matériau à percer (selon la nature de celui-ci) exerce sur l’outil de perçage une force sensiblement contraire et opposée à la pression exercée par l’utilisateur.
Le dispositif de perçage portable 1 comprend des moyens de mesure 300 configurés pour mesurer les forces de poussée FP, comprenant au moins une composante orientée selon l’axe de rotation XR, transmises par le carter 100 du dispositif de perçage portable 1 sur l’arbre porte-outil 220 du système d’entrainement en rotation 200 de l’outil de perçage.
Préférentiellement les moyens de mesure sont un capteur piézo-électrique. Il pourrait toutefois être envisagé de mettre en œuvre un capteur piézo-résistif ou une jauge de contrainte par exemple. De tels moyens de mesure, simples de conception, permettent d’obtenir des mesures fiables à moindre coût.
Tel qu’illustré sur les figures 1 et 2 notamment, le carter 100 comprend plusieurs carters formant, après assemblage de ceux-ci, un ensemble monobloc.
Plus précisément, le carter 100 comprend un carter principal 110 présentant un logement intérieur, s’étendant selon l’axe de rotation XR, configuré pour loger le moteur 210 du système d’entrainement en rotation 200. Le logement intérieur du carter principal 110 présente en outre des moyens de couplage 111 configurés pour coopérer avec des moyens de couplage 141 complémentaires ménagés sur un carter de raccord 140 (détaillé ci-après).
Le carter 100 comprend en outre un carter outil 120 présentant un évidement intérieur, s’étendant selon l’axe de rotation XR, configuré pour loger une portion de l’arbre porte-outil 220 et une portion de la transmission 230. L’évidement intérieur du carter outil 120 définit des première et deuxièmes surfaces intérieures 121, 122, cylindriques et coaxiale, et un épaulement joignant les première et deuxième surfaces intérieures 121, 122. La première surface intérieure 121, présentant un diamètre supérieur au diamètre de la deuxième surface intérieure 122, est disposée côté moteur 210. L’arbre porte-outil 220 est logé dans le carter outil 120 par l’intermédiaire de deux roulements 410, 420 reliés à la deuxième surface intérieure 122 du carter outil 120. Le carter outil 120 présente en outre un orifice traversant 123, ménagé sur l’extrémité avant du carter outil 120 et communiquant avec l’évidement intérieur de celui-ci, configuré pour le passage de l’arbre porte-outil 220. Le carter outil 120 comprend par ailleurs une saillie périphérique 124, ménagée sur une surface extérieure du carter outil 120, configurée pour coopérer avec une butée 151 d’un carter de fixation 150 (détaillé ci-après).
Le carter 100 comprend par ailleurs un carter de transmission 130, présentant sensiblement la forme d’un cylindre creux, à l’intérieur duquel est logé une portion de la transmission 230 et une portion de l’arbre porte-outil 220. Une surface extérieure du carter de transmission 130 présente une saillie périphérique 131 configurée pour venir en butée contre le carter outil 120. Le carter de transmission 130 est logé, jusqu’à sa saillie périphérique 131, à l’intérieur du carter outil 120 et est en prise avec la première surface intérieure 121 de celui-ci. La saillie périphérique 131 permet d’empêcher le carter de transmission 130 d’être intégralement logé dans le carter outil 120, de manière à permettre le montage des moyens de mesure 300 comme il apparaîtra plus clairement par la suite.
Le carter de transmission 130 est en outre couplé au carter principal 110 par l’intermédiaire du carter de raccord 140.
Préférentiellement, le carter de transmission 130 est formé par une portion de la transmission 230. Par exemple, le carter de transmission 130 est formée par la couronne du train épicycloïdal constituant la transmission 230.
Le carter de raccord 140 comprend une surface extérieure, portant des moyens de couplage 141 et des moyens de fixation 142, et une surface intérieure, configurée pour loger partiellement le carter de transmission 130 et le carter outil 120 (jusqu'au voisinage de la saillie périphérique 124). Les moyens de couplage 141 sont configurés pour coopérer avec les moyens de couplage 111 complémentaires ménagés dans le logement intérieur du carter principal 110. Les moyens de fixation 142 sont configurés pour coopérer avec des moyens de fixation 152 complémentaires ménagés sur un carter de fixation 150.
Le carter de fixation 150 est configuré pour recouvrir une zone de jonction du carter outil 120 et du carter de raccord 140. Le carter de fixation 150 permet, via la butée 151 et les moyens de fixation 152, d’assurer la solidarisation du carter outil 120 au carter de raccord 140, eta fortiorila solidarisation de l’ensemble des carters constitutifs du carter 100.
Par ailleurs, l’arbre porte-outil 220 est relié au carter 100 du dispositif de perçage portable 1 par une paire de roulements rigides à billes. Plus précisément, et tel qu’illustré en figures 2 et 3 notamment, l’arbre porte-outil 220 est relié à la deuxième surface intérieure 122 du carter outil 120 par :
- un premier roulement 410, situé côté moteur 210, comprenant une bague extérieure 411 montée mobile, via un jeu mécanique J, en translation selon l’axe de rotation XRpar rapport à la deuxième surface intérieure 122 du carter outil 120 et une bague intérieure 412 montée fixe sur l’arbre porte-outil 220, et
- un deuxième roulement 420, situé côté outil (non représenté), comprenant une bague extérieure 421 montée fixe sur la deuxième surface intérieure 122 du carter outil 120 et une bague intérieure 422 montée fixe sur l’arbre porte-outil 220.
Les bagues intérieures 412, 422 des premier et deuxième roulements 410, 420 respectivement sont écartées l’une de l’autre par le biais d’une rondelle, dite rondelle inter-roulement 500, portée par l’arbre porte-outil 220. Comme il apparaitra plus clairement par la suite, lorsque le dispositif de perçage portable est assemblé, la rondelle inter-roulement 500 assure la reprise des jeux internes JIdes premier et deuxième roulements 410, 420 afin d’orienter les axes de contact oblique A410, A420des billes des premier et deuxième roulements 410, 420 de manière à former sensiblement un X, tel qu’illustré en .
En outre, dans cet exemple de réalisation, les moyens de mesure 300 sont configurés pour mesurer les forces de poussée FP transmises par la bague extérieure 411 du premier roulement 410 sur le carter 100 du dispositif de perçage 1.
Pour ce faire, les moyens de mesure 300 sont disposés entre la bague extérieure 411 du premier roulement 410 et le carter de transmission 130 du carter 100, tel qu’illustré en .
Le dispositif de perçage portable 1 comprend en outre des première et deuxième rondelles de support 610, 620 des moyens de mesure 300. Les première et deuxième rondelles de support 610, 620 sont disposées de part et d’autre des moyens de mesure 300 formant ainsi un empilement. La première rondelle de support 610 assure le couplage mécanique des moyens de mesure 300 avec la bague extérieure 411 du premier roulement 410 et la deuxième rondelle de support 620 assure le couplage mécanique des moyens de mesure 300 avec le carter de transmission 130 du carter 100.
De telles rondelles de support permettent notamment d’homogénéiser la répartition des forces de poussée sur les moyens de mesure 300 de manière à minimiser l’usure de ceux-ci (déformation par exemple).
Préférentiellement les rondelles de support 610, 620 sont identiques et réalisées en un matériau métallique, tel que l’acier par exemple.
Les figures 4A et 4B illustrent deux variantes de réalisation de moyens de mesure des forces de poussée selon le premier mode de réalisation.
La illustre un premier exemple des moyens de mesure 300 des forces de poussée. De tels moyens de mesure 300 sont formés par un disque annulaire 310 couplé à des connectiques filaires 350 configurées pour transmettre les données mesurées, représentatives des forces de poussée, vers une unité de traitement (décrite par la suite).
Le disque annulaire 310 présente un orifice intérieur 320, configuré pour le passage de l’arbre porte-outil 220 et le passage de la bague intérieure 412 du premier roulement 410, une première face 330, configurée pour être en prise avec la première rondelle de couplage 610, et une deuxième face 340, configurée pour être en prise avec la deuxième rondelle de couplage 620.
Le disque annulaire 310 présente une unique zone de mesure 311 s’étendant sur l’ensemble de la première face 330.
La illustre un deuxième exemple de moyens de mesure des forces de poussée selon le premier mode de réalisation.
Ce deuxième exemple des moyens de mesure 300' se distingue du premier exemple, uniquement par la mise en œuvre d’une pluralité de zones de mesure 311'A, 311'B, 311'Csur la première face 330' du disque annulaire 310'.
Plus précisément, la première face 330' du disque annulaire 310' porte une pluralité de secteurs de mesure 311'A, 311'B, 311'Cidentiques répartis de manière homogène. Les secteurs de mesure 311'A, 311'B, 311'Csont fonctionnellement indépendants les uns des autres. Chaque secteur de mesure est couplé à des connectiques filaires 350'.
De tels moyens de mesure permettent de détecter et de mesurer les forces de poussée non coaxiales avec l’axe de rotation XRdu système d’entrainement en rotation 200. En d’autres termes, de tels moyens de mesure permettent de détecter et de mesurer les forces de poussée comprenant une composante orientée perpendiculairement à l’axe de rotation XRdu système d’entrainement en rotation 200.
Une telle orientation des forces de poussée apparaît notamment lorsque l’utilisateur exerce sur le carter 100 une pression inclinée par rapport à l’axe de rotation XRdu système d’entrainement en rotation 200 engendrant un rotulage de l’arbre porte-outil et de l’outil de perçage associé.
Ainsi, de tels moyens de mesure permettent notamment d’améliorer la longévité du dispositif de parçage portable, ainsi que celle de l’outil de perçage associé, et de prévenir les problèmes de non-respect de qualité attendue. Par exemple, il est possible de prévenir la formation de perçages inclinés par rapport à la surface du matériau à percer et/ou de prévenir une dégradation de l’état de surface du matériau à percer, due notamment à un ricochet de l’outil de perçage sur la surface du matériau à percer. Par ailleurs, de tels moyens de mesure permettent d’améliorer la sécurité de l’utilisateur.
On présente désormais en relation avec les figures 5 et 6 les étapes de montage des moyens de mesure des forces de poussée, décrits ci-avant, dans un dispositif de perçage portable conforme au premier mode de réalisation de l’invention.
L’organigramme de la se focalise sur les étapes principales de montage des moyens de mesure des forces de poussée transmises par le carter d’un dispositif de perçage portable sur le système d’entrainement en rotation de l’outil de perçage. La représente, selon une vue en coupe partielle, l’extrémité du dispositif de perçage portable après réalisation des étapes de montage.
Par la suite, les différentes opérations d’assemblage et de positionnement notamment sont réalisées selon l’axe de rotation XRdu système d’entrainement en rotation 200, de manière à placer coaxialement les éléments décrits ci-après.
Au cours d’une première étape, référencée S1, dite de pré-assemblage, les premier et deuxième roulements 410, 420 et la rondelle inter-roulement 500 sont montés sur l’arbre porte-outil 220.
Pour ce faire, la bague intérieure 422 du deuxième roulement 420 est montée fixe sur l’arbre porte-outil 220 jusqu’à venir en butée contre un épaulement ménagé sur l’arbre porte-outil. La rondelle inter-roulement 500 est ensuite montée sur l’arbre porte-outil 220 jusqu’à venir en butée contre la bague intérieure 422 du deuxième roulement 420. Finalement, la bague intérieure 412 du premier roulement 410 est montée fixe sur l’arbre porte-outil 220 jusqu’à venir en butée contre la rondelle inter-roulement 500.
Puis, au cours d’une deuxième étape, référencée S2, et dite de positionnement, le pré-assemblage obtenu au cours de l’étape S1, les moyens de mesure 300, les première et deuxième rondelles de support 610, 620 et le carter de transmission 130 sont positionnés dans le carter outil 120 du carter 100 du dispositif de perçage portable.
Pour ce faire, le pré-assemblage obtenu au cours de l’étape S1 est inséré dans le carter outil 120 de manière à ce que la bague intérieure 422 du deuxième roulement 420 est partiellement en prise avec la deuxième surface intérieure 122 du carter outil 120.
Ensuite, un empilement constitué, dans cet ordre, de la première rondelle de support 610, du disque annulaire 310 des moyens de mesure 300 et de la deuxième rondelle de support 620 est positionné dans le carter outil 120 jusqu’à venir en butée contre la bague extérieure 411 du premier roulement 410. Plus précisément, le positionnement de cet empilement est réalisé de manière à ce que les tranches des première et deuxième rondelles de support 610, 620 et la tranche du disque annulaire 310 sont en prise avec la première surface intérieure 121 du carter outil 120 et que la première rondelle de support 610 présente une face en prise avec la bague extérieure 411 du premier roulement 410.
Finalement, le carter de transmission 130 est inséré dans le carter outil 120, contre la première surface intérieure 121 de ce dernier, jusqu’à venir en butée contre la deuxième rondelle de support 620.
Ensuite, au cours d’une troisième étape, référencée S3, dite d’assemblage, les éléments positionnés au cours de l’étape S2 sont assemblés au carter outil 120 par la mise en place, puis la fixation, du carter de raccord 140 sur le carter outil 120.
Pour ce faire, le carter de raccord 140 est, dans un premier temps, agencé de manière à loger une portion des carters outil et de transmission 120, 130. Puis, le carter de raccord 140 est translaté vers l’arbre porte-outil 220 jusqu’à ce que la saillie périphérique 131 du carter de transmission 130 entre en butée contre le carter outil 120. Une telle translation du carter de raccord 140 provoque une translation du carter de translation 130, de l’empilement (constitué des rondelles de support 610, 620 et des moyens de mesure 300) et du pré-assemblage obtenu au cours de l’étape S1. Au terme de la translation, la bague extérieure 421 du deuxième roulement 420 est montée fixe sur la deuxième surface intérieure 122 du carter outil 120 et la bague extérieure 411 du premier roulement 410 est montée glissante par rapport à la deuxième surface intérieure 122 du carter outil 120.
Des telles étapes d’assemblage permettent, tel qu’illustré en , d’orienter les jeux internes JI des premier et deuxième roulements 410, 420 et donc les axes de contact oblique A410, A420 des billes des premier et deuxième roulements 410, 420 de manière à former sensiblement un X.
Un tel agencement permet au deuxième roulement 420 de n’effectuer aucune reprise des forces de poussée. Ainsi, les forces de poussée sont intégralement reprises par le premier roulement 410 qui est couplé, par le biais de sa bague extérieure 411, aux moyens de mesure 300 des forces de poussée. Un tel agencement permet ainsi une mesure fiable et précise des forces de poussée transmises au système d’entrainement en rotation.
Deux traits épais illustrent schématiquement sur la un jeu entre les bagues extérieures des roulements qui est nécessaire pour permettre la mesure des efforts sur l’arbre de sortie. Ce jeu équivaut à la calle d’épaisseur entre les bagues intérieures moins les jeux axiaux des roulements.
La représente, sous forme de schéma, un exemple de fonctionnement d’un dispositif de perçage portable comprenant des moyens de mesure des forces de poussée conformes à l’invention.
Le carter du dispositif de perçage portable loge une unité de traitement 11, tel un processeur, reliée aux moyens de mesure 300 par l’intermédiaire de connectiques filaires. L’unité de traitement 11 est configurée pour traiter des valeurs mesurées, par les moyens de mesure 300, représentatives des forces de poussée appliquées sur le système d’entrainement en rotation et pour commander différents dispositifs électroniques en fonction des valeurs mesurées.
Dans l’exemple illustré, l’unité de traitement 11 est reliée à des moyens d’alerte 12, typiquement un voyant lumineux et/ou un avertisseur sonore, et à une mémoire 13. L’unité de traitement 11 est configurée pour comparer les valeurs mesurées, par les moyens de mesure 300, à une valeur de référence prédéterminée, mémorisée dans une mémoire 13. Si les valeurs mesurées sont supérieures à la valeur de référence prédéterminée, l’unité de traitement 11 déclenche la génération d’une alerte destinée à l’utilisateur. Par exemple, l’unité de traitement 11 déclenche une alerte lumineuse si les valeurs mesurées excèdent la valeur de référence pendant un intervalle de temps prédéterminé, par exemple 5 secondes, puis une alerte sonore au-delà de cet intervalle de temps. Une telle configuration permet notamment de limiter l’usure prématurée du dispositif de perçage portable et/ou de l’outil de perçage associé.
Préférentiellement une valeur de référence prédéterminée est associée à chaque nature de matériau à percer (titane, aluminium, composite, etc.).
L’unité de traitement 11 est, en complément des moyens d’alerte ou sans la mise en œuvre de ces derniers, reliée à des moyens de régulation 14 configurés pour réguler au moins un paramètre de fonctionnement du système d’entrainement en rotation en fonction d’une valeur mesurée par les moyens de mesure.
Les moyens de régulation 14 permettent notamment de réguler la vitesse du moteur. Une telle configuration permet notamment de limiter l’usure prématurée du dispositif de perçage portable et/ou de l’outil de perçage associé.
Cela se traduit notamment par une simplification de la maintenance du dispositif de perçage portable et/ou de l’outil de perçage associé.
Les moyens de régulation reposent selon une approche particulière sur une utilisation conjuguée de la mesure de la force de poussée et de l’intensité du courant consommé par le moteur pour identifier la nature de la matière en cours de perçage et ainsi adapter la vitesse de rotation à la matière identifié. Au préalable, auront été mesurés sur des éprouvettes de nature de matière différente, les valeurs de poussée associées aux valeurs de courant pour chacune des matières pour un outil coupant donné. Ainsi pour chaque couple matière/outil coupant, à une plage de valeurs de force de poussée, correspond une plage de valeurs de courant moteur. Ces plages constituent des valeurs prédéterminées enregistrées dans l’unité de traitement auxquelles seront comparées les valeurs de forces de poussée et de courant moteur en action de perçage afin de déterminer à quelle plage de valeurs de force de poussée et courant moteur elles correspondent, pour adapter la vitesse de rotation du moteur au couple constitué de la nature de la matière percée et de l’outil coupant utilisé.
L’unité de traitement 11 est par ailleurs reliée à des moyens de communication 15, typiquement une antenne, configurés pour transmettre les valeurs mesurées vers un terminal distant. Ainsi, il est relativement aisé d’assurer la traçabilité des forces de poussée appliquées au système d’entrainement en rotation, et donc de déterminer l’usure de celui-ci. Cela se traduit notamment par une simplification de la maintenance du dispositif de perçage portable et/ou de l’outil de perçage associé.
L’unité de traitement 11 est également reliée à des moyens d’affichage 16, typiquement un écran, configurés pour afficher les valeurs mesurées et/ou au moins un indicateur représentatif des valeurs mesurées. Par exemple, les moyens d’affichage 16 comprennent une première portion d’écran, sur laquelle les valeurs mesurées sont affichées, et une deuxième portion d’écran, sur laquelle est indiqué le ou les secteurs de mesure 311'A, 311'B, 311'Cdu disque annulaire 300’ sont sollicités. Une telle configuration permet notamment à l’utilisateur de corriger le positionnement du dispositif de perçage de manière à respecter la qualité de perçage attendue.
6.2 Description d’un deuxième mode de réalisation particulier
On présente en relation avec les figures 8 et 9 un exemple d’un dispositif de perçage portable conforme à un deuxième mode de réalisation de l’invention.
Ce deuxième mode de réalisation se distingue du premier essentiellement par la structure des moyens de mesure et la localisation de ceux-ci dans le carter du dispositif de perçage portable. Les moyens de mesure selon ce deuxième mode de réalisation interagissent avec l’unité de traitement de manière identique aux moyens de mesure selon le premier mode de réalisation.
Les figures 8 et 9 sont des vues partielles, de côté et en perspective respectivement, d’un dispositif de perçage portable dont la poignée est représentée en transparence pour simplifier la compréhension de ce deuxième mode de réalisation de l’invention.
Dans ce deuxième mode de réalisation, le carter 100 du dispositif de perçage portable 1 comprend une poignée 101 à l’intérieur de laquelle est logé un châssis 700 couplé mécaniquement au système d’entrainement en rotation (dont seul le moteur 210 est visible).
Le châssis 700 comprend une butée 710 configurée pour retenir le moteur 210 contre une translation arrière de celui-ci selon l’axe de rotation XRdu système d’entrainement en rotation.
Dans ce deuxième mode de réalisation, les moyens de mesure 3000 sont configurés pour mesurer les forces de poussée (non représentées), comprenant respectivement au moins une composante orientée selon l’axe de rotation XRdu système d’entrainement en rotation, transmises par le carter 100 sur le châssis 700.
Une telle configuration permet notamment une conception simple et à moindre de coût de moyens de mesure des forces de poussée transmises par le carter sur le système d’entrainement en rotation. Une telle configuration nécessite effectivement peu de modifications structurelles des dispositifs de perçage portables existants pour l’intégration de moyens de mesure.
Une telle configuration permet en outre de dissocier les moyens de mesure de la structure du système d’entrainement en rotation et donc de n’avoir aucune incidence sur la chaîne cinématique de ce dernier.
Par ailleurs, un tel positionnement permet aux moyens de mesure d’être disposés à proximité de la main de l’utilisateur. Cela se traduit par une mesure précise des forces de poussée appliquées par l’utilisateur sur le carter 100 du dispositif de perçage.
Dans l’exemple illustré, l’axe de la poignée 101 forme un angle incliné par rapport à l’axe de rotation XRdu moteur 210.
Le châssis 700 est couplé à la poignée 101 du carter 100 par l’intermédiaire d’un pivot 800. Le pivot 800 relie sensiblement le centre du châssis 700 au centre de la poignée 101.
La butée 710, qui se présente sous la forme d’une languette faisant saillie du châssis 700 perpendiculairement à l’axe de rotation XRdu moteur 210. Les moyens de mesure 3000 sont préférentiellement, tel qu’illustré, au moins partiellement disposés dans l’axe de rotation XRdu système d’entrainement en rotation. Une telle orientation de la languette, et des moyens de mesure 3000 comme il apparaîtra par la suite, permet une mesure précise des forces de poussée.
Les moyens de mesure 3000 des forces de poussée sont disposés/plaqués entre la butée 710 du châssis 700 et le carter 100. Plus précisément, les moyens de mesure 3000 sont intégrés entre le châssis 700 et le carter 100.
6.3 Autres aspects
On présente en relation avec les figures 10 à 18 un système de détection de la présence d’un dispositif auxiliaire à l’outil de perçage.
La représente, selon une vue de côté, un dispositif de perçage portable 1 équipé d’un outil de perçage OP couplé à un dispositif auxiliaire 1100. Dans l’exemple illustré le dispositif auxiliaire, également appelé accessoire d’outil, est un pied de perçage. Il pourrait toutefois s’agir de tout autre type de dispositif auxiliaire, tel un module d’aspiration par exemple.
Le dispositif de perçage portable 1 comprend des moyens de détection de la présence du dispositif auxiliaire 1100. Les moyens de détection comprennent un émetteur 1200 de signaux de détection de la présence du dispositif auxiliaire 1100, et un récepteur 1300 de ces mêmes signaux de détection. L’émetteur 1200 est configuré pour être fixé de manière réversible, typiquement par des moyens d’encliquetage, de vissage ou de butée, sur le dispositif auxiliaire 1100.
Le récepteur 1300, logé dans le carter 100 du dispositif de perçage portable 1, est configuré pour recevoir les signaux de détection lorsque l’émetteur 1200 est situé à une distance d prédéterminée du récepteur 1300 et dans un secteur angulaire α prédéterminé par rapport au récepteur 1300. Par exemple, la distance prédéterminée est inférieure à 40 cm, préférentiellement inférieure à 20 cm, et le secteur angulaire α correspond à un angle compris entre 15° et 30°, préférentiellement 25°, par rapport à un axe de réception AR, passant par le récepteur 1300 et parallèle à l’axe de rotation XR.Le secteur angulaire α est orienté vers l’avant du dispositif de perçage portable 1, c’est-à-dire vers l’outil de perçage OP.
Une telle configuration permet notamment de s’assurer que le récepteur du dispositif de perçage portable détecte l’émetteur uniquement lorsque le dispositif auxiliaire est couplé à l’outil de perçage.
Préférentiellement encore, l’émetteur et le récepteur communiquent par une liaison infrarouge. De manière alternative, il pourrait être envisagé que l’émetteur et le récepteur communiquent par des ondes radioélectriques par exemple.
Le récepteur 1300 est en outre relié à l’unité de traitement 11 des signaux de détection de la présence du dispositif auxiliaire. L’unité de traitement 11, logée dans le carter 100 du dispositif de perçage portable 1, est configurée pour autoriser la rotation du moteur 210 uniquement lorsque les moyens de détection détectent la présence du dispositif auxiliaire 1100. Par exemple, l’unité de traitement 11 est configurée pour inhiber le signal de la gâchette d’actionnement du moteur lorsque les moyens de détection ne détectent pas la présence du dispositif auxiliaire.
De tels moyens de détection permettent de vérifier que le dispositif de perçage portable est couplé à un dispositif auxiliaire. On évite ainsi qu’un utilisateur actionne le moteur du dispositif de perçage portable sans qu’un dispositif auxiliaire n’y soit associé. Cela se traduit notamment par une réduction des problèmes de non-respect de qualité attendue et par une amélioration de l’expérience d’utilisation du dispositif de perçage portable.
De tels moyen de détection de la présence d’un dispositif auxiliaire sont préférentiellement décolérés des moyens de mesure des forces de poussée appliquées au système d’entrainement en rotation, selon les différents modes de réalisation précédemment décrits. En d’autres termes, de tels moyens de détection de la présence d’un dispositif auxiliaire constituent préférentiellement une caractéristique optionnelle aux différents modes de réalisation précédemment décrits des moyens de mesure. Néanmoins, il pourrait être envisagé de coupler le fonctionnement des moyens de détection de la présence d’un dispositif auxiliaire au fonctionnement des moyens de mesure des forces de poussée notamment en autorisant des valeurs de force de poussée plus élevées lorsqu’un module de lubrification de l’outil de parçage est détecté par les moyens de détection de la présence d’un dispositif auxiliaire.
Les figures 11 à 18 illustrent, selon différentes vues, un exemple d’émetteur 1200 de signaux de détection de la présence du dispositif auxiliaire. La représente l’émetteur découplé du dispositif auxiliaire.
L’émetteur 1200 comprend un boîtier 1210, réalisé en un matériau plastique, présentant une forme adaptée et complémentaire au dispositif auxiliaire 1100 sur lequel l’émetteur 1200 est destiné à être rapporté.
Dans l’exemple illustré, le boîtier 1210 de l’émetteur comprend une cavité sensiblement cylindrique configurée pour recevoir le dispositif auxiliaire 1100 de forme et dimensions complémentaires. Le boîtier 1210 présente un orifice traversant 1211 destiné à être aligné avec un orifice traversant 1111 ménagé dans le dispositif auxiliaire 1100. Les orifices traversant 1211, 1111 de l’émetteur 1200 et du dispositif auxiliaire 1100 respectivement sont adaptés et destinés au passage de l’outil de perçage OP.
Le boîtier 1210 porte, sur son pourtour extérieur, des moyens de fixation amovible 1201 configurés pour coopérer avec des moyens de fixation amovible 1101 complémentaires ménagés sur le dispositif auxiliaire 1100 de manière à assurer une fixation réversible de l’émetteur 1200 sur le dispositif auxiliaire 1100. De tels moyens de fixation amovible permettent notamment à l’émetteur 1200 d’être adaptable sur plusieurs types de dispositifs auxiliaires.
Dans l’exemple illustré, les moyens de fixation amovible 1201 de l’émetteur comprennent une vis de maintien. Plus précisément, la vis de maintien 1201 comprend une tête de vis 1201' adaptée pour et destinée à être insérée dans un logement de maintien 1101 ménagé dans le dispositif auxiliaire 1100.
Le boîtier 1210 comprend un premier boîtier 1210A, formant embase, et un deuxième boîtier 1210B, formant couvercle. Des moyens de solidarisation 1220, typiquement des vis, assurent la fixation du couvercle 1210B sur l’embase 1210A.
Par ailleurs, l’émetteur 1200 comprend une pluralité de diodes infrarouges 1202 logées dans le boîtier 1210, configurées pour générer les signaux de détection de la présence du dispositif auxiliaire.
Dans l’exemple illustré, l’émetteur 1200 comprend trois diodes infrarouges 1202 disposées en-dessous du couvercle 1210B amovible du boîtier 1210. Un tel agencement permet de protéger les diodes de l’environnement extérieur tout en permettant une maintenance aisée de celles-ci. Bien évidemment, l’homme du métier saura adapter le nombre de diodes infrarouges en fonction notamment de l’environnement de travail.
Préférentiellement le couvercle 1210B du boîtier 1210 est réalisé en un matériau plastique transparent de manière à éviter de perturber les signaux émis par les diodes infrarouges.
En outre, l’émetteur 1200 comprend un accéléromètre (non représenté) relié notamment aux diodes infrarouges 1202. L’accéléromètre est configuré pour commander le fonctionnement des diodes infrarouges 1202 d’émission des signaux de détection de la présence du dispositif auxiliaire. Plus précisément, l’accéléromètre est configuré pour activer automatiquement l’émission des signaux de détection de la présence du dispositif auxiliaire et ce, uniquement si un mouvement est détecté. La mise en œuvre d’un tel accéléromètre permet ainsi d’améliorer l’autonomie de la batterie.
L’émetteur 1200 comprend en outre une batterie 1203 reliée à l’ensemble des dispositifs électriques de l’émetteur 1200 pour l’alimentation électrique de ceux-ci.
Dans l’exemple illustré, la batterie 1203 est logée dans l’embase 1210A du boîtier 1210.
La batterie 1203 est connectée à deux bornes de rechargement 1204 accessibles depuis l’extérieur de l’émetteur 1200. Pour ce faire, le couvercle 1210B du boîtier 1210 présente deux trous pour le passage des bornes de rechargement 1204. Un tel agencement permet de recharger la batterie de l’émetteur sans nécessiter le démontage de celui-ci. Cela se traduit par une maintenance simple et peu chronophage de l’émetteur de signaux de détection de la présence du dispositif auxiliaire.
Bien évidemment, l’invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits précédemment et fournis uniquement à titre d'exemple. Elle englobe diverses modifications, formes alternatives et autres variantes que pourra envisager l'homme du métier dans le cadre de la présente invention et notamment toutes combinaisons des différents modes de fonctionnement décrits précédemment, pouvant être pris séparément ou en association.
La solution de l’invention permet ainsi, selon les modes de réalisation, de disposer d’un dispositif de perçage portable équipé d’un ou de plusieurs capteurs de mesure des forces de poussée, également appelées efforts de poussée, appliquées au moteur selon son axe de révolution, et donc à l’outil de perçage couplé à celui-ci, selon son axe de rotation. Un tel agencement permet notamment de garantir des longévités importantes du dispositif de perçage et des outils de perçage, de réduire les problèmes de non-respect de qualité attendue et d’assurer la traçabilité de l’usure du dispositif de perçage et des outils de perçage.
Selon différents aspects, la technique proposée présente donc tout ou partie des avantages suivants, en fonction des modes de réalisation retenus :
- mesurer les forces de poussée transmises par l’utilisateur sur l’outil de perçage ;
- alerter l’utilisateur d’un dépassement des forces de poussée admissibles ;
- informer l’utilisateur de l’orientation des forces de poussée mesurés ;
- réguler les paramètres de fonctionnement du dispositif de perçage portable ;
- assurer une traçabilité de l’usure du dispositif de perçage portable et/ou de l’outil de perçage associé ;
- garantir une maintenance aisée des moyens de mesure des forces de poussée ;
- garantir une longévité importante du dispositif de perçage portable et/ou de l’outil de perçage associé ;
- etc.

Claims (14)

  1. Dispositif de perçage portable (1) comprenant :
    - un carter (100) présentant une poignée (101) et dans lequel est logé un système d’entrainement en rotation (200) d’un outil de perçage destiné à être couplé audit système, ledit système d’entrainement en rotation (200) s’étendant selon un axe de rotation (XR) et comprenant :
    - un moteur (210), et
    - un arbre porte-outil (220) destiné à porter ledit outil de perçage,
    - une butée (411) montée sur ledit arbre porte-outil (220), ladite butée (411) étant configurée pour supporter les forces de poussée (FP) appliquées audit arbre porte-outil (220) lorsque l’utilisateur exerce une pression sur ledit carter (100) lors d’une opération de perçage, lesdites forces de poussée (FP) comprenant au moins une composante orientée selon ledit axe de rotation (XR),
    caractérisé en ce qu’il comprend des moyens de mesure (300, 300', 3000) desdites forces de poussée (FP) lors d’une opération de perçage.
  2. Dispositif de perçage portable (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de mesure (300, 300') sont disposés entre ledit carter (100) et ladite butée (411).
  3. Dispositif de perçage portable (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit arbre porte-outil (220) est relié au carter (100) par l’intermédiaire d’au moins :
    - un premier roulement (410) rigide, situé côté moteur (210), comprenant une bague extérieure (411) montée mobile en translation selon l’axe de rotation (XR) par rapport audit carter (100) et une bague intérieure (412) montée fixé sur ledit arbre porte-outil (220), et
    - un deuxième roulement (420) rigide, situé côté outil de perçage, comprenant une bague extérieure (421) montée fixe sur ledit carter (100) et une bague intérieure (422) montée fixe sur ledit arbre porte-outil (220),
    et en ce que ladite butée est formée par ledit premier roulement (410), lesdits moyens de mesure (300, 300') étant configurés pour mesurer les forces de poussée (FP) transmises par ledit carter (100) sur ledit premier roulement (410).
  4. Dispositif de perçage selon la revendication 3, caractérisé en ce que
    les jeux internes (JI) des premier et deuxième roulements (410, 420) sont orientés de sorte à ce que les axes de contact (A410, A420) des billes des premier et deuxième roulements (410, 420) forment sensiblement un X.
  5. Dispositif de perçage portable (1) selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que lesdits moyens de mesure comprennent un disque annulaire (300, 300') présentant une première face (330, 330') disposée contre ladite bague extérieure (411) dudit premier roulement (410), et une deuxième face (340) disposée contre ledit carter (100).
  6. Dispositif de perçage portable (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit disque annulaire (300') comprend une pluralité de secteurs de mesure (311'A, 311'B, 311'C) répartis sur une desdites faces (330') du disque annulaire (300'), lesdits secteurs de mesure (311'A, 311'B, 311'C) étant fonctionnellement indépendants les uns des autres de sorte à détecter et mesurer lesdites forces de poussée (FP) non coaxiales avec l’axe de rotation (XR) dudit système d’entrainement en rotation (200).
  7. Dispositif de perçage portable (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comprend en outre un châssis (700) disposé au moins partiellement à l’intérieur de ladite poignée (101) dudit carter (100), et en ce que lesdits moyens de mesure (3000) sont disposés entre ledit carter (100) et ledit châssis (700).
  8. Dispositif de perçage portable (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend en outre une unité de traitement (11) reliée auxdits moyens de mesure (300, 300', 3000), ladite unité de traitement (11) étant configurée pour traiter au moins une valeur mesurée par lesdits moyens de mesure (300, 300', 3000), ladite valeur mesurée étant représentative desdites forces de poussée (FP).
  9. Dispositif de perçage portable (1) selon la revendication 8, caractérisé en ce qu’il comprend en outre :
    - des moyens d’alerte (12) reliés à ladite unité de traitement (11), lesdits moyens d’alerte (12) étant configurés pour générer une alerte utilisateur lorsque ladite valeur mesurée par lesdits moyens de mesure (300, 300', 3000) est supérieure à une valeur de référence prédéterminée, et/ou
    - des moyens de régulation (14) reliés à ladite unité de traitement (11), lesdits moyens de régulation (14) étant configurés pour réguler au moins un paramètre de fonctionnement dudit système d’entrainement en rotation (200) en fonction de ladite valeur mesurée par lesdits moyens de mesure (300, 300', 3000).
  10. Dispositif de perçage portable (1) selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce qu’il comprend en outre :
    - des moyens de communication (15) reliés à ladite unité de traitement (11), lesdits moyens de communication (15) étant configurés pour transmettre ladite valeur mesurée vers un terminal distant, et/ou
    - des moyens d’affichage (16) reliés à ladite unité de traitement (11), lesdits moyens d’affichage (16) étant configurés pour afficher ladite valeur mesurée et/ou au moins un indicateur représentatif de ladite valeur mesurée.
  11. Dispositif de perçage portable (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que lesdits moyens de mesure (300, 300', 3000) comprennent au moins un capteur parmi un capteur piézo-électrique, un capteur piézo-résistif et une jauge de contrainte.
  12. Dispositif de perçage portable (1) selon l’une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu’il est destiné à coopérer avec au moins un dispositif auxiliaire (1100) audit outil de perçage, notamment un pied de perçage et en ce qu’il comprend des moyens de détection (1200, 1300) de la présence dudit dispositif auxiliaire (1100) logés au moins partiellement dans ledit carter (100), et en ce qu’il comprend une unité de traitement (11) reliée auxdits des moyens de détection (1200, 1300), ladite unité de traitement (11) étant configurée pour autoriser la rotation dudit moteur (210) lorsque lesdits moyens de détection (1200, 1300) détectent la présence dudit dispositif auxiliaire (1100).
  13. Dispositif de perçage portable (1) selon la revendication 12, caractérisé en ce que lesdits moyens de détection (1200, 1300) comprennent un émetteur (1200) de signaux de détection de la présence dudit dispositif auxiliaire, destiné à être couplé mécaniquement audit dispositif auxiliaire (1100), et un récepteur (1300) desdits signaux de détection de la présence dudit dispositif auxiliaire, logé dans ledit carter (100).
  14. Dispositif de perçage portable (1) selon la revendication 13, caractérisé en ce que ledit émetteur (1200) est relié à un accéléromètre (1205), ledit accéléromètre (1205) étant configuré pour commander l’émission desdits signaux de détection de la présence dudit dispositif auxiliaire.
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