Brevet FR2341412A1 — publié le 19770916

Pour le perçage ou la perforation de trous dans des matériaux organiques ou minéraux, en particulier le bois, les résines synthétiques, des matériaux poreux, etc., on connaît déjà, entre autres, des procédés comportant essentiellement l'emploi d'un jet liquide, par exemple d'eau, agissant sous une pression relativement élevée sur les matériaux à percer ou perforer. D'après la revue "Werkstatt und Betrieb" nO 104, de Décembre 1971, page 975, on fait agir sur les matériaux à traiter un jet continu de liquide, en particulier d'eau, sous une pression comprise entre 1400 et 6900 bars. On peut ainsiaéaliser sur les matériaux les plus divers des opérations de creusage, comme des fentes, des trous, des fraisages. Comme on utilise dans ce procédé de l'eau sous une pression constante, on doit maintenir pendant toute l'opération une pression d'eau constante et relativement élevée. Ceci nécessite une installation cotteuse pour la réalisation et le maintien de cette pression élevée, et une dépense relativement élevée d'énergie. Le bruit consécutif aux pressions élevées est également très incommodant. Le procédé proposé par la demande de brevet allemand P 25 49 170.7 apporte l'avantage importante d'une simplification notable et d'une réduction du cout du procédé de perçage ou de perforation des matériaux cités, grâce à l'emploi, par saccades, d'un jet liquide intermittent à haute fréquence, dVun diamètre de 0,1 mm à 2 mm environ et sous une pression convenable. Le procédé permet d' utiliser des dispositifs notablement plus simples que ceux des procédés antérieurement connus. La consommation d'énergie est également notablement diminuée. Un procédé voisin a également été proposé par la demande de brevet français n0 76 03945 du 13 Février 1976, dans ses revendications 4 et 5, pour le perçage de trous dans les zones marginales de bois ronds ou de bois sciés. L'objet de la présente invention est une nouvelle forme de réalisation, améliorée et simplifiée, du procédé ci-dessus. Pour la résolution du problème ainsi posé pour le forage ou le perçage de trous dans des matériaux organiques ou minéraux, en particulier le bois, les résines synthétiques, les matériaux poreux, etc., avec utilisation intermittente ou par saccades d'un jet liquide appliqué au matériau à traiter, sous une pression relativement élevée et dépendant de l'épaisseur du matériau, la présente invention fait connaître un procédé caractérisé en ce qu'un jet de liquide intermittent, sortant d'une buse de diamètre compris entre 0,1 et 2,5 mm, est appliqué au matériau , 700 à 2200 fois par minute, sous une pression d'ouverture de buse de 200 à 800 bars, et plus parti culièrement de 400 bars, la pression "de départ" du jet étant de 250 à 900 bars. On enverra par exemple sur le matériau, 1500 fois par minute, un jet liquide sous une pression de départ de 850 bars. L'appellation de pression d'ouverture de la buse disigne la pression sous laquelle la soupape de la buse s'ouvre sous l'effet de la pression.La pression de départ est la pression régnant dans le jet ou faisceau liquide à sa sortie de la buse ouverte. Le procédé suivant l'invention apporte le grand avantage que, grace à l'utilisation par saccades d'un jet liquide intermittent a la fréquence indiquée,la pression nécessaire est notablement plus faible que dans le cas des procédés connus, dans lesquels la pression du liquide est constante. La durée nécessaire d'utilisation du jet liquide dépend principalement de la profondeur désirée pour le trou, de la dureté du matériau, de la pression opératoire et du diamètre de la buse. Cette durée peut être comprise, environ, entre 15 et 60 secondes, limites dont on peut sortir dans des cas particuliers. La distance entre la buse et la pièce à traivailler peut être comprise, environ, entre 0,5 mm et 20 mm, ces limites pouvant être franchies dans un sens ou dans l'autre dans des cas spéciaux. On utilise avec avantage dans la mise en oeuvre du procédé de l'invention une pompe de mise sous pression, par exemple une pompe à injection à plusieurs corps de modèle courant, pour moteur Diesel, d'une vitesse de rotation comprise entre 700 et 2200 tours/minute, fournissant une pression d'ouverture de la buse de 200 à 800 bars, particulièrement 400 bars, pour une pression de départ de 250 à 900 bars. Si l'on emploie les pompes à injection en ligne pour moteurs Diesel connus des spécialistes des moteurs de camions, aucun appareillage nouveau particulier n'est nécessaire pour les applications citées, de sorte que le procédé de l'invention, sur le plan constructif également, peut être mis en oeuvre dans des conditions remarquables de commodité et d'économie. Suivant un aspect de l'invention la pompe d'injection peut porter une ou plusieurs buses d'un diamètre compris entre 0,1 et 2,5 mm environ, la disposition réciproque des busés étant adaptée à la forme de la pièce à traiter. Le procédé et le dispositif suivant l'invention vont être décrits plus en détail sur un exemple particulier. L'appareil ayant servi aux études comporte une pompe d'injection du commerce, pour moteur Diesel à six cylindres. On obture par des brides cinq des canaux d'injection et on fait communiquer le sixième par une canalisation avec une buse d'injection. Celle-ci débouche par la buse proprement dite dans un récipient cylindrique de tole mince d'environ 75 cm de longueur et 45 cm de diamètre, dans le fond duquel elle est fixée solidement et de manière étanche. Le fond supporte deux organes de maintien de l'écartement, constitués par des boulonstixes pourvus d'un filetage à leur autre extrémité. Ce dispositif permet de faire varier la distance entre la pièce à travailler et l'ouverture de la buse, depuis le contact jusqu'à un écartement de plus de 200 mm. La vitesse de rotation pouvait être maintenue constante manuellement, jusqu'a une valeur maximale de 2200 tours/min. Le régulateur était manoeuvré à la main et maintenu à pleine puissance pendant tout l'essai. La pression mesurée à l'ouverture de la buse était égale à 400 bars. Les essais ont été effectués avec des buses de 0,1 mm et 2,5 mm de diamètre. La pièce de bois servant aux essais était une planche de pin de 23 mm d'épaisseur,non rabotée. Le bois était conservé depuis plusieurs années et séché à l'air. I1 avait été imprégné sous pression, 15 ans auparavant, d'une solution aqueuse à 6 % d'un sel mixte de cuivre, de bore et de chrome, solution connue comme moyen de protection du bois. Le liquide employé aux essais était une huile Diesel du commerce. On a réalisé dans ces conditions plusieurs perçages jusqu'à une profondeur de 22 mm. I1 est bien entendu possible de forer des trous de profondeur différente en modifiant les conditions expérimentales ci-dessus. Le procédé et le dispositif suivant l'invention permettent donc le forage et le perçage de matériaux de façon extrêmement simple et économique. Ce procédé et le dispositif correspondant peuvent ainsi être utilisés pour la coloration et la conservation d'éléments de construction en bois. Ils peuvent aussi naturellement être employés dans tous les autres domaines où des opérations de forage et de per çage sont nécessaires. REVENDICATIONS 1. Procédé de forage ou de perçage de matériaux organiques ou minéraux, en particulier le bois, les résines synthétiques, les produits poreux et les matériaux analogues, dans lequel au moins un jet liquide est dirigé sur le matériau à travailler, sous une pression relativement élevée dépendant de l'épaisseur du matériau, de façon intermittente et par saccades, ce procédé étant caractérisé en ce que le jet, pulsé ou engendré de façon intermittente, est dirigé sur ledit matériau par une buse de diamètre compris entre 0,1 mm et 2,5 mm, à une cadence d'impulsions comprise environ entre 700 fois et 2200 fois par minute, sous undpression d'ouverture de buse de 200 à 800 bars et en particulier voisine de 400 bars, la pression de départ du jet liquide étant de 250 à 900 bars. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le jet liquide intermittent est dirigé 1500 fois par minute sur le matériau à forer ou à percer. 3. Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la durée d'application du jet liquide intermittent est adaptée à la profondeur du trou, à la dureté du matériau, à la pression opératoire et au diamètre de la buse, et va par exemple de 15 à 60 secondes et au delà. 4. Procédé suivant la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que la distance de la buse à la pièce à travailler est comprise, environ, entre 0,5 mm et 20 mm. 5. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on utilise pour la formation du jet saccadé de liquide une pompe de mise sous pression, par exemple une pompe d'injection Diesel classique à plusieurs corps de vitesse de rotation comprise entre 700 et 2200 tours/minute, donnant une pression de 200 à 600 bars, et plus particulièrement de 400 bars environ à la sortie de la buse pour une pression de départ de 250 à 900 bars. 6. Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce que la pompe d'injection Diesel est reliée à une ou plusieurs buses d' injection de diamètre compris entre 0,1 mm et 2,5 mm, la disposition réciproque des dites buses étant adaptée à la forme de la pièce à travailler. 7. Dispositif suivant la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que sur les buses d'injection sont montés des organes réglables pour l'obtention d'une distance optimale entre la buse et la pièce à travailler. 8. Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits organes réglables assurent automatiquement un réglage optimal de ladite distance.