Brevet FR2503017A1 — publié le 19821008

L'invention concerne un dispositif de captation des poussières de perçage au point de forage d'un foret serré dans le mandrin d'une perceuse. On connaît des dispositifs avec lesquels il est possible d'aspirer la poussière ou les débris de perçage produits lors de l'exécution d'un forage dans une paroi. Ces dispositifs permettent donc d'éviter les salissures qui, autrement, seraient dues à la poussière de perçage aux alentours du point de perçage. Dans un dispositif de ce genre, connu par la demande de brevet no 2 417 228 en République Fédérale d'Allemagne, l'aspiration de la poussière de forage s'effectue par un canal longitu- dinal prévu dans le foret. Dans d'autres dispositifs d'aspiration connus dans la pratique, il est prévu une pièce d'aspiration qui est traversée par le foret et qui comporte une bouche d'aspiration applicable contre la paroi, et un raccord pour un tuyau d'aspiration. La pièce d'aspiration est maintenue sur des rails permettant de la déplacer parallèlement à l'axe du foret, et ces rails sont eux-mêmes mantenus sur l'enveloppe de la perceuse. La pièce d'aspiration peut reculer contre la force d'un ressort, au fur et à mesure de la progresssion du forage, et laisser ainsi le foret progresser dans le trou en cours de forage. Dans tous les cas, ces dispositifs ne permettent de capter la poussière de perçage que s'ils sont combinés à un aspirateur approprié, qu'un tuyau d'aspiration relie à la pièce d'aspiration ou bien au canal longitudinal du foret. L'invention a pour but de réaliser un dispositif du genre mentionné au début, captant la poussière et les débris de/forage, sans qu'il soit nécessaire pour cela de recourir à un dispositif d'aspiration et de raccorder un tuyau d'aspiration. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait qu'il est prévu, sur le mandrin, une couronne-palier qui fournit à un fourreau un appui axial et une portée autorisant une rotation relative, ledit fourreau étant coaxial au foret et constituant une chambre collectrice fermée destinée à recevoir les poussières de forage, ce fourreau s'étendant axialement vers l'avant, au-delà du mandrin, et pouvant être comprimé - avec raccourcissement de sa longueur axiale contre une force élastique, ledit fourreau allant au moins jusqu'à la pointe du foret lorsqu'il n'est pas comprimé,et par le fait que ledit fourreau comporte, à son embouchure antérieure, une couronne d'étanchéité s'appliquant, en présence de la force élastique, contre l'environnement du point de forage qu'elle isole ainsi de l'extérieur. Le fourreau est d'une part rattaché avec étanchéité au mandrin de la perceuse, cela toutefois sans participer à la rotation de ce mandrin. D'autre part, le fourreau s'applique, par sa couronne d'étanchéité, soumise à la force élastique, contre la paroi. Il en résulte que, lors du forage, ce fourreau constitue une chambre collectrice fermée avec étanchéité aussi bien contre la paroi qu'à l'endroit du mandrin porteforet, et que la poussière de forage sortant du trou foré est captée et rassemblée dans cette chambre. Au fur et à mesure de la progression du forage, le fourreau se contracte (se raccourcit) axialement, contre la force élastique, tandis que l'étanchéité de la fermeture de ce fourreau contre la paroi et à l'endroit de sa jonction au porte-foret est toujours conservée. Il en résulte que la poussière produite pendant le forage ne peut sortir du fourreau. Il est en outre avantageux que, lors de l'application du foret contre la paroi, le fourreau puisse être d'abord reculé manuellement afin de permettre un contrôle du centrage exact du foret sur le point de perçage choisi. Lorsque le foret est ainsi positionné, on libère le fourreau, de sorte que la force élastique l'applique avec étanchéité contre la paroi et que l'on peut commencer le forage. Lorsque le forage est terminé, il suffit de dégager la perceuse et le foret du point de forage, enprocédant de façon que les débris se trouvant dans le fourreau ne puissent pas s'en échapper par l'avant. Le résultat-recherché sera obtenu d'autant plus facilement que les débris auront été transportés plus 25030 1 7 profondément, vers l'arrière, dans le fourreau. A cet égard, une forme de réalisation avantageuse se caractérise par le fait que l'espace intérieur du fourreau comporte un élargissement ou évasement se rattachant directement à l'em- bouchure antérieure de ce fourreau. L'embouchure du fourreau est alors plus étroite que l'intérieur de celui- ci, ce qui rend plus difficile la sortie des débris. En particulier, il peut être opportun de donner une forme conique à cet évasement de l'intérieur du fourreau. Il en résulte une surface intérieure conique, et les parti- cules que le foret transporte hors du trou et projette contre cette surface conique sont alors, à l'occasion de leur impact, déviées en direction axiale, vers l'intérieur du fourreau, de sorte que tous ces débris de forage s'accumulent plus loin à l'intérieur du fourreau. Pour vider le fourreau lorsque le forage est terminé, on bascule vers le bas l'ensemble perceuse-foret, et les débris peuvent alors - malgré l'embouchure rétrécie du fourreau - s'échapper facilement de celui-ci le long de la surface conique intérieure. Dans le cadre de l'invention, le fourreau pro- prement dit peut être réalisé de diverses façons. C'est ainsi qu'à l'exception d'une bague de palier guidée sur la couronne-palier le fourreau peut être fait d'un matériau facilement déformable et être stabilisé par un élément élastique engendrant ladite force élastique. En détail, le fourreau peut être constitué d'une gaine inamoviblement rattachée, d'une part, à la bague de palier et, d'autre part, à la couronne d'étanchéité, tandis que l'élément élastique est alors constitué par au moins un ressort hélicoïdal lié à la paroi de cette gaine. Le ressort hélicoïdal peut être rattaché à la paroi de la gaine, côté intérieur ou côté extérieur de celle-ci. Dans une forme de réalisation avantageuse, le ressort héli- coldal peut aussi être noyé dans la paroi de la gaine. Le matériau constituant le fourreau peut avoir l'élasticité d'un caoutchouc. Le fourreau peut être réalisé sous la forme d'un soufflet du genre "accordéon". Dans une autre forme de réalisation avantageuse, le fourreau est constitué de portions guidées les unes sur les autres, en configuration télescopique, et un ressort hélicoïdal engendrant ladite force élastique est agencé et prend appui entre les deux portions extrêmes du fourreau. Cette forme de réalisation présente l'avantage que le fourreau est indéformable transversalement à l'axe du foret et peut donc constituer pour la main un organe de prise permettant de donner à la perceuse un guidage supplémentaire lors de l'attaque du perçage et pendant le forage. Le même avantage peut être obtenu avec un fourreau constitué par un ressort hélicoïdal fait d'une bande élastique enroulée de façon que les spires consécutives se recouvrent partiellement en cons- tituant à chaque fois une portée de glissement mutuel, de sorte qu'elles peuvent être déplacées axialement, les unes par rapport aux autres, en fonction de l'ampleur de la déformation du ressort, les extrémités de celui-ci étant rattachées chacune à une pièce annulaire rigide. Ces pièces annulaires servent alors, d'une part, à fournir une portée contre la couronne-palier sur le mandrin et, d'autre part, à constituer et/ou à raccorder la couronne d'étanchéité. Indépendamment des détails de sa forme de réalisation, le fourreau peut être muni, dans la région de son extrémité avant (c'est-à-dire de son extrémité antérieure qui est l'extrémité la plus éloignée du mandrin), d'une pièce-poignée saillant latéralement, au moyen de laquelle le fourreau peut être comprimé manuel- lement en direction axiale et/ou à l'aide de laquelle le fourreau peut être guidé, s'il possède une rigidité transversale appropriée, comme dansLe cas de l'organe de prise manuelle déjà mentionné. Cette piècepoignée peut être réalisée sous la forme d'un tube dont l'intérieur communique avec l'espace intérieur du fourreau, ce qui permet en principe de raccorder un tuyau (souple) d'aspiration au fourreau dans les cas o par exemple lors de travaux de perçage de longue durée - le vidage du fourreau par basculement de la machine après chaque opération de perçage représente une perte de temps ou s'avère fastidieux. La description qui va suivre, en regard des dessins annexés à titre d'exemples non limitatifs, permettra de bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. Les figures 1 à 3 représentent des vues en coupe axiale de diverses formes de réalisation du dispositif selon l'invention. Sur les dessins, la perceuse n'est pas représentée. Le mandrin ou porteforet est désigné dans tous les cas par la référence 1. Le foret serré dans le mandrin 1 est désigné par la référence 2. Sur le mandrin, il est prévu une couronne-palier 3 qui peut être rapidement et facilement fixée au mandrin 1 ou enlevée de celui-ci. A cette fin, cette couronne 3 possède une collerette 5 à laquelle une fente longitudinale 4 confère les caracté- ristiques d'une bague de serrage, et dans laquelle est disposée au moins une vis d'arrêt 6 qui s'engage dans l'un des trous radiaux 7 aménagés dans le mandrin 1 pour l'appli- cation de la clé de serrage habituelle. Un fourreau désigné dans son ensemble par la référence 8 prend appui axialement, côté perceuse (donc vers le haut sur le dessin), sur la couronne-palier 3, cet appui autorisant une rotation relative. Dans les exemples de réalisation selon les figures 1 et 2, c'est un palier 9 à billes, c'est-à-dire un roulement à billes, qui fournit la portée d'appui autorisant une rotation relative, tandis que dans l'exemple selon la figure 3, c'est un simple palier à friction 10, fait d'une pièce annulaire insérée avec possibilité de rotation, sans possibilité de déplacement axial, dans la couronne de palier 3. Cette pièce annulaire il peut être en une matière plastique particulièrement bien appropriée à la réduction du frottement de glissement. Dans tOus les cas, indépendamment de la configuration du palier 9, 10, le fourreau 8 est disposé coaxialement au foret 2. Le fourreau 8 constitue une chambre collectrice fermée 12 pour collecter les poussières ou déchets de forage. A cette fin, elle s'étend vers l'avant, au-delà du mandrin 1, et entoure le foret 2. Le fourreau 8 peut être comprimé, de façon à réduire sa longueur axiale, contre une force élastique, cela dans la direction opposée, donc vers la perceuse (vers le haut, sur les figures). Lorsque le fourreau 8 n'est pas contracté, il va, par son embouchure antérieure 13,au moins jusqu'à la région de la pointe du foret 2. L'embouchure avant 13 est réalisée sous la forme d'une couronne d'étanchéité 14, par exemple sous la forme d'une bague en caoutchouc qui, en présence de la forme élastique, s'applique contre la paroi, cela au voisinage immédiat du point de forage qu'elle isole ainsi de l'extérieur, de sorte que les poussières ou déchets de forage sortant du trou en cours de forage sont captés dans la chambre collectrice 12 à l'intérieur du fourreau. L'espace intérieur du fourreau 8 comporte un élargissement radial, donc un évasement, qui se rattache directement à l'embouchure 13 à l'avant du fourreau. Dans les exemples de réalisation, cet évasement est conique, de sorte qu'il y a une surface intérieure conique 15 se rétrécissant vers l'embouchure 13 du fourreau. Les poussières de forage que les rainures hélicoïdales du foret 2 transportent hors du trou foré sont projetées, par le foret en rotation rapide, contre cette surface intérieure conique 15 et reçoivent donc une composante de mouvement dirigée axialement, vers l'intérieur du fourreau, ce qui a pour effet que ces poussières sont transportées axialement, plus loin dans la chambre collectrice 12 et ne s'accumulent donc/plus à proximité immédiate de l'embouchure 13, de sorte qu'elles ne peuvent plus s'échapper par l'embouchure dès que la perceuse et le fourreau sont écartés de la paroi. Bien plus, pour vider le fourreau 8, il faut faire basculer la perceuse en dirigeant le foret et le fourreau vers le bas. Dans l'exemple de réalisation selon la figure 1, le fourreau 8, à l'exception d'une bague de palier 16 montée sur la couronne-palier 3 et d'une portion rigide 17 portant la couronne d'étanchéité 14, est constitué d'un matériau facilement déformable, à savoir d'une gaine 18 ayant une forme de soufflet du genre accordéon et, dans cet exemple, cette gaine est stabilisée par deux ressorts hélicoïdaux 19. Ces ressorts hélicoïdaux 19 sont liés à la paroi intérieure de la gaine et engendrent la force élastique contre laquelle le fourreau-gaine peut être comprimé axialement. Le matériau constituant ce fourreau peut avoir l'élasticité d'un caoutchouc. Il est également possible que le ou les ressorts hélicoïdaux 19 soient noyés (surmoulés) dans la paroi- de la gaine (cela n'est pas représenté sur les dessins). Dans l'exemple de réalisation selon la figure 2, le fourreau 8 est constitué par des portions 20 en confi- guration télescopique. Entre les deux portions terminales du fourreau, il y a, là encore, un ressort hélicoïdal, qui et un ressort de compression, engendrant la force élastique. Dans l'exemple selon la figure 3, le fourreau 8 est directement constitué par un ressort hélicoïdal 22 engendrant la force élastique. Ce ressort hélicoïdal 22 et formé à partir d'une bande élastique plate enroulée de façon que les spires consécutives se recouvrent partiellement en constituant à chaque fois une portée de glissement mutuel, de sorte qu'elles peuvent être déplacées axialement les unes par rapport aux autres en fonction de l'ampleur de la déformation du ressort. Les extrémités de ce ressort sont rattachées chacune à une pièce annulaire rigide 11, 23, l'une formant le palier à friction 10 côté mandrin de serrage, tandis que l'autre pièce annulaire 23, située à l'opposé de la précédente, forme le support pour la couronne d'étanchéité 14. Sur la figure 3, la position de rétraction axiale du fourreau 8 est visible, en 23, sur la moitié gauche du dessin. Dans les cas correspondant aux figures 2 et 3, le fourreau 8 est pratiquement indéformable dans une direction transversale à l'axe du foret, bien que sa longueur axiale soit modifiable. Il peut donc offrir, pour la main de l'opérateur, une prise supplémentaire pour guider la perceuse pendantle forage. Par ailleurs,pour que le fourreau 8 puisse aussi être rétracté manuellement, par exemple avant le forage, lorsqu'on applique le foret contre le point de forage pour contrôler le positionnement correct de foret sur la paroi, le fourreau 8 est muni, dans la région de son extrémité antérieure, d'une pièce formant poignée 24 qui saille latéralement. Cette pièce-poignée 24 peut avoir la configuration d'un tube dont l'intérieur communique avec l'espace intérieur 12 du fourreau 8. Ainsi, un tuyau d'aspiration (non représenté) peut être raccordé à cette pièce-poignée 24 si, pour une raison quelconque, on désire effectuer pendant le forage l'aspiration des poussières ou déchets de forage parvenant dans le fourreau 8. Le tube constituant la pièce-poignée 24 débouche avantageusement, par au moins une partie de la section de son embouchure, dans la région évasée du fourreau. REVENDICATIONS 1.- Dispositif de captation des poussières de perçage au point de forage d'un foret (2) serré dans le mandrin (1) d'une perceuse, caractérisé par le fait qu'il est prévu, sur le mandrin (1), une couronne-palier (3) qui fournit à un fourreau (8) un appui axial et une portée autorisant une rotation relative, ledit fourreau (8) étant coaxial au foret (2) et constituant une chambre collectrice fermée (12) pour recevoir les poussières de forage, ce fourreau (8) s'étendant axialement vers l'avant, au-delà du mandrin (1) et pouvant être comprimé, avec raccourcissement de sa longueur axiale, contre une force élastique, et ce fourreau (8) allant au moins jusqu'à la région de la pointe du foret (2) lorsqu'il n'est pas comprimé, et par le fait que ledit fourreau (8) comporte, à son embouchure antérieure (13), une couronne d'étanchéité (14) s'appliquant, en présence de lafbrce élastique, contre l'environnement du point de forage qu'elle isie ainsi de l'extérieur. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'espace intérieur (12) du fourreau (8) comporte un évasement se rattachant directe- ment à l'embouchure antérieure (13) de ce fourreau (8). 3.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'évasement (15) est conique. 4.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'à l'exception d'une bague de palier (16) guidée sur la couronne-palier (3) le fourreau (8) est fait d'un matériau facilement déformable et est stabilisé par un élément élastique engendrant ladite force élastique. 5.- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le fourreau (8) est constitué par une gaine (18) inamoviblement rattachée, d'une part, à la bague de palier (16) et, d'autre part, à la couronne d'étanchéité (14), et par le fait que l'élément élastique est constitué par au moins un ressort hélicoïdal (19) lié à la paroi de cette gaine (18). 6.- Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le ressort hélicoïdal (19) est noyé dans la paroi de la gaine (18). 7.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé par le fait que la matière du fourreau possède l'élasticité d'un caoutchouc. 8.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé par le fait que le fourreau (8) possède une configuration de soufflet du genre accordéon. 9.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le fourreau (8) est constitué de portions (20) guidées les unes sur les autres en configuration télescopique, et par le fait qu'un ressort hélicoïdal (21) engendrant ladite force élastique est agencé et prend appui entre les deux- portions extrêmes du fourreau. 10.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le fourreau (8) est constitué par un ressort hélicoïdal (22) formé à partir d'une bande élastique enroulée de façon que les spires consécutives se recouvrent partiel- lement en constituant à chaque fois une portée de glissement mutuel, de sorte qu'elles peuvent être dépla- cées axialement, les unes par rapport aux autres, en fonction de l'ampleur de la déformation du ressort, et par le fait que les extrémités de ce ressort sont rattachées chacune à une pièce annulaire rigide (11, 23). 11.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait que le fourreau (8) est muni, dans la région de son extrémité antérieure, d'une pièce-poignée (24) qui saile latéralement. 12.- Dispositif selon la revendication 11, caractérisé par le fait que la pièce-poignée (24) est tubulaire, et par le fait que l'intérieur de celleci est en communication avec l'espace intérieur (12) du fourreau (8).