Brevet FR2510466A1 — publié le 19830204

i L'invention concerne un dispositif pour aspirer sur le point de forage les débris de forage produits pendant le travail d'un foret serré dans le mandrin d'une perceuse, cette aspiration s'effectuant via un canal d'aspiration qui passe axialement dans le foret et dans le mandrin et qui débouche dans une enceinte ou carter fixe, laquelle est disposée entre mandrin et perceuse et est apte à être raccord 6 à des moyens d'aspiration. Dans un dispositif de ce genre, connu par la demande de brevet allemand n 30 03 695, l'enceinte est réalisée sous la forme d'une tète montée, avec possiblilité de rotation, sur une surface tournante coaxiale à l'axe de rotation de la broche de la perceuse, et enferme par l'extérieur un volume annulaire entourant l'axe de rotation de la broche, lequel volume est relié à un embout tubulaire qui est prévu sur cette tête, pour l'évacuation des débris de forage Le canal d'as- piration venant du mandrin débouche dans ce volume annulaire. La portée de cette tête sur la surface tournante participant à la rotation du mandrin et de la broche de la perceuse est accessible aux débris de perçage (fragments,, poussières, etc) entraînes dans le courant d'aspiration, et se trouve donc exposée à des phénomène d'usure et d'abrasion. La 9 résente invention a pour but d'éviter cet incon- vénient e_ donnant à un dispositif du genre mentionné au début une structure telle que l'enceinte ne porte sur aucune surface tournante, et que les phénomènes d'usure soient ainsi exclus. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que, d'une part, l'enceinte est rattachée à la perceuse et, d'autre part, rour réaliser l'étanchéité, cette enceinte forme un întersti Te annulaire étroit avec une surface qui est coaxiale à 1-axe de rotation et qui, participant à la rotation, est une surface tournante. L'avantage ainsi atteint réside essentiellement en ceci qu'entre l'enceinte fixée à la perceuse et les parties tournantes (mandrin et broche d'entraînement de celui-ci) il n'y a plus aucune portée de rotation, et que-l'étanchéité nécessaire dans cette zone est du genre "sans contact", par interstice En effet, l'interstice annulaire présente du point de vue des écoulements, une perte de charge qui, comparée à celle du canal d'aspiration dans le foret et le mandrin, est si élevée aue "Il'air de fuite" aspiré dans l'enceinte via cet interstice est insuffisant pour affaiblir notablement la dépression régnant dans l'enceinte, et par conséquent le courant d'aspiration par le canal d'aspiration. Cet interstice annulaire est toutefois assez large pour qu'il n'y ait aucun phénomène de frottement et d'usure sur la surface tournante ou sur la surface conjuguée (appartenant au bordâ/ Jenceinte), dans Itéventualité o des débris de forage issus du flux aspiré parviendraient dans ledit in- terstice. Une forme de réalisation préférée se caractérise par le fait que ladite surface tournante posséde un dia- mètre au moins égal à celui du mandrin, et par le fait que le bord de cette enceinte, coopérant avec la surface pour former l'interstice annulaire, entoure une ouverture de cette enceinte, laquelle ouverture autorise le passage axial du mandrin Le montage de l'enceinte n'implique alors pas l'enlèvement préalable du mandrin, puisque l'enceinte peut être amenée, par dessus le mandrin, jusqu'à la perceuse et être rattachée à celle-ci. Il est en outre prévu, dans le cadre de l'inventio 4 que le mandrin forme directement, par la surface de son poutour, par exemple par celle de sa douille de serrage, la surface tournante Toutefois, la surface tournante peut aussi se trouvers/Purn collet prévu sur une pièce de tête de la broche entraînant la mandrin, et, par rapport à ce collet, c'est alors du côté machine que le canal d'aspiration débou- che à la surface périphérique de ladite pièce de tête de la broche. S'il s'agit d'une perceuse de type usuel, avec col contenant un palier pour la broche, il est opportun que l'enceinte présente un anneau de serrage apte à être serré sur ce col, et une poignée qui forme une saillie radiale et qui est creuse, cette poignée communiquant intérieure- ment avec l'intérieur de l'enceinte et étant apte à être raccordée à un tuyau d'aspiration De préférence, l'anneau de serrage et la poignée sont alors réunis de façon connue en soi, de manière à constituer, pour la perceuse, une pièce d'équipement indépendante utilisable aussi sans l'enceinte à laquelle elle peut d'ailleurs être attachée amoviblement. Dans ce dernier cas, il doit alors y avoir, entre cette pièce d'équipement (anneau de serrage avec poignée) et l'enceinte, une conjugaison de formes telle que le montage de l'enceinte a pour effet que 1 bord par lequel celle-ci entoure ladite surface tournantc est centré par rapport à l'axe de rota- tion du mandrin et de la broche. L'invention préconise en outre une configuration telle que l'enceinte et la poignée soient intérieurement reliées, par une ouverture, à l'endroit de l'enceinte qui Dlus est le plus bas, c'est-à-dire Pe/profond, dans la direction de la poignée, et que l'enceinte "descend" jusqu'à cet en- droit par des parois obliques Les débris de forage qui, vennant du canal d'aspiration, pénètrent dans l'enceinte, glissent alors (s'ils se déposent dans l'enceinte) sur les parois inclinées et vont à l'endroit le plus bas o ils peuvent alors être aspirés via la poignée. La description qui va suivre, en regard des dessins annexés à titre d'exemples non limitatifs, permettra de bien comprendre comment la présente invention peut être mise en pratique. La figure 1 est une vue en coupe axiale d'un dis- positif selon l'invention, pour aspirer des débris (fra- guements, poussières de forage. La figure 2 représente le dispositif selon la figure 1, considéré frontalement à la perceuse, le mandrin et la broche étant omis. La figure 3 représente une autre forme de réalisa- tion vueen coupe axiale. Pour améliorer la clarté du dessin, la partie de machine à percer qui y est représentée est limitée à l'ex- trémité de la broche 1 de cette machine et à un col 2 dans lequel cette broche 1 trouve une portée de palier La réfé- rence 3 désigne le mandrin de perçage entrainé par la bro- che 1 de la perceuse Tout comme le foret (non représenté) à serrer dans le mandrin 3, celui-ci possède un canal d'as- piration 4 à trajet axial, par lequel peuvent être aspirés les débris (poussières, fragments etc) de forage produits dans le trou en cours de forage Ce canal d'aspiration 4 va du mandrin 3 à une pièce de tête 5, laquelle est montée sur la broche 1 de la perceuse et porte le mandrin 3 Le canal 4 débouche en 6 sur le pourtour de cette pièce de tête, 5. Entre le mandrin 3 et la perceuse, il est prévu une envelop- pe ou enceinte fixe 7 qui, d'une part, est raccordée à la machine perceuse et maintenue sur celle-ci et qui, d'autre part, pour réaliser l'étanchéité par rapport aux parties tournantes telles que mandrin 3 ou broche 1, forme avec une surface 9 un interstice annulaire étroit 8, ladite surface 9 étant coaxiale à l'axe de rotation et participant à la rota- tion du mandrin 3 Cet interstice annulaire 8 est si étroit qu'il crée une "étanchéité sans contact", en ce sens qu'en présence de la dépression maintenue à l'intérieur de l'enceinte 7, le courant d'air parasite passant par cet interstice est très restieint et ne présente aucune importance notable par rapport au courant d'aspiration qui passe par le canal d'as- piration 4 dans le foret et dans le mandrin 3 il en résulte, que le courant d'air parasite (courant d'air de fuite) ne compromet pas l'effet d'aspiration par le canal d'aspiration 4 Ceci étant, l'interstice annulaire 8 est néanmoins sufi- samment large pour que de petites particules provenant des débrits de perçage ne puissent pas conduire à des phénomènes d'usure dans l'éventualité o de telles particules pénétre- raient dans cet interstice 8 Dans les exemples, la surface tournante 9 possède un diamètre au moins égal à celui du mandrin 3 Le bord 10 de l'enceinte, lequel coopère avec la surface 9 pour former l'interstice annulaire 8, entoure une ouverture il de l'enceinte, ouverture qui autorise le pas- sage axial du mandrinh, si bien que,pour son montage, l'en- lispéee ceinte 7 peut aussi etrefaxialement par dessus le mandrin dé- jà en place sur la broche 1, et être montée et fixée à la machine ou au col 2 de celle-ci Dans l'exemple de réalisa- tion selon la figure 1, la surface tournante 9 est directe- ment formée sur la surface périphérique externe du mandrin 3 Par contre, dans l'exemple selon la figure 3, la pièce de tête, 5, de la broche est dotée d'un collet 12 formant la surface tournante 9 Ce collet 12 est agencé de façon que, par rapport à lui, ce soit du c 8 té machine que le canal d't- piration 4 débouche à la surface périphérique de la pièce de tête 5 de la broche C'est donc à droite du collet 12 que se trouve l'embouchure 6, sur la figure 3 En détail, l'enceinte ou carter 7 comporte un anneau ou collier de serrage 14 qui peut être serré au moyen d'une vis de serrage 13, et une poi- gnée 15 qui forme une saillie radiale et qui est creuse Par son espace intérieur, cette poignée communique (via une ouver- Par son extremiip ouverte ture 16) avec l'espace intérieur 17 de l'enceinte/frontalement, cette poignée peut en outre être raccordée à un tuyau d'aspi- ration non représenté L'anneau de serrage 14 et la poignée sont réunis, de façon connue en soi, de manière à consti- tuer, pour la perceuse, une piece d'équipement indépendante utilisable aussi sans l'enceinte 7 L'enceinte 7 est amovi- blement raccordée à cette pièce d'équipement par des vis 19. En outre il y a, entre l'enceinte 7 et la pièce d'équipement 14, 15 une conjugaison de formes telle que la surface 10 du bord de cette enceinte (formant l'interstice annulaire 8 par son vis-à-vis avec la surface de révolution 9) soit centrée par rapport à l'axe de rotation du mandrin 3 et de la broche 1 L'enceinte 7 et la poignée 15 sont reliées intérieurement par l'ouverture 16, à l'endroit 20 de l'enceinte qui est le plus bas dans la direction de la poignée Par des parois obliques 21, l'enceinte 7 "descend" jusqu'à cet endroit 20, le résultat étant que les débris de forage qui pénètrent dans l'enceinte 7 par l'embouchure 6 du canal d'aspiration 4 glis- sent sur ces parois obliques 21, jusqu'à cet endroit 20 o ils peuvent être repris par le courant d'aspiration et être évacués via l'ouverture 16 et l'intérieur de la poignée. -REVNDICATIONS 1 Dispositif pour aspirer sur le point de forage les débris de forage produits pendant le travail d'un foret serré dans le mandrin ( 3) d'une perceuse, cette aspiration s'effectuant via un canal d'aspiration ( 4) qui passe axialemient dans le foret et dans le mandrin ( 3) et qui débouche dans une enceinte fixe ( 7), laquelle est disposée entre mandrin et perceuse et est apte à être raccordée à des moyens d'aspiration, ce dispositif étant caractérisé par le fait que, d'une part, l'enceinte ( 7) esu rattachée à la perceuse et, d'autre part, pour réaliser l'étanchéité, cette enceinte ( 7) forme un interstice annulaire étroit ( 8) avec une surface ( 9) qui est coaxiale à l'axe de rotation et qui, participant à la rotation, est une surface tournante. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite surface tournante ( 9) posséde un diamètre au moins égal à celui du mandrin ( 3), et par le fait que le bord ( 10) de cette en- ceinte, coopérant avec la surface ( 9) pour former l'interstice annulaire ( 8), entoure une ouverture ( 11) de cette enceinte, laquelle ouverture ( 11) autorise le passage axial du mandrin ( 3). 3 Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que la surface tournante ( 9) est directement formée sur la surface du mandrin ( 3). 4 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé par le fait que la surface tournante ( 9) est formée par un collet ( 12) prévu sur une pièce de tête ( 5) de la broche ( 1) entrainant le mandrin ( 3), et par le fait que, par rapport à ce collet ( 12), c'est du côté machine que le canal d'aspiration ( 4) débouche à la surface périphérique de ladite pièce de tête ( 5) de la broche. Disoositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que, dans le cas d'une perceuse ayant un col ( 2) comportant un palier pour sa broche ( 1), l'enceinte ( 7) présente un anneau de serrage ( 14) apte à être serré sur ce col ( 2), et une poignée ( 15) qui forme une saillie radiale et qui est creuse, cette poignée commu iquant intérieurement avec l'intérieur ( 17) de l'enceinte et étant apte à être raccordée à un tuyau d'aspiration. 6 Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que l'anneau de serrage ( 14) et la poignée ( 15) sont réunis, de façon connue en soi de manière à constituer, pour la perceuse, une piéce d'équipement indépendante utilisable aussi sans l'enceinte ( 7), cette pièce d'équipement pouvant être amoviblement rattachée à cette enceinte ( 7). 7 Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait qu'il y a entre, d'une part, l'anneau de serrage ( 14) associé a la poignée ( 15) et, d'autre part, l'enceinte ( 7), une conjugaison de formes telle que le montage de l'enceinte ( 7) a pour effet que le bord ( 10) par lequel cette enceinte entoure ladite surface tournante ( 9) est centré par rapport; l'axe de rotation du mandrin ( 3) et de l broche ( 1). 8 Dispositif selon l'mue quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé par le fait que l'enceinte ( 7) et la poignée ( 15) sont inté- rieurement reliées, par une ouverture ( 16) à l'endroit ( 20) de l'enceinte qui est le plus bas dans la direction de la poignée, et par le fait que, par des parois obliques ( 21), l'enceinte ( 7) descend jusqu'à cet endroit ( 20).