Brevet FR2539072A1 — publié le 19840713

Outil d'alésage pour la production de contre-dépouilles dans des avant-trous. L'invention concerne un outil d'alésage pour-la production de contre-dépouilles dans la maçonnerie, le beton, la roche et similaires, comprenant une tige d'outil pouvant être introduite dans l1avant-trou qui doit recevoir la contredépouille et être entraînée en rotation, formée d'un manchon de tige et d'un axe de tige monté dans celui-ci avec une possibilité de déplacement axial limitée, ainsi qu'au moins un outil monté pivotant dans une fente longitudinale du manchon d'arbre dans la portion d'extrémité de celui-ci et en appui axial (outil radial), pouvant pivoter par un déplacement axial de l'axe de tige d'une position effacée dans la fente longitudinale (position de départ) à une position dans laquelle l'outil radial s'avance radialement en dehors de la tige d'outil. De telles contre-dépouilles dans des avant-trous sont par exemple nécessaires dans des trous destinés à l'introduction et au blocage de chevilles (voir par exemple la Demande allemande 29 17 611). Les outils d'alésage connus de ce genre (Brevet allemand 30 24 656; demandesde Brevets allemands 30 OS 811 et 29 28 555) supposent une vitesse élevée car les outils radiaux de l'outil d'alésage travaillent exclusivement tangentiellement dans la région de la contre-dépouille, Un tel mode de fonctionnement entraine une très forte sollicitation tant du manchon de tige que des lames de l'outil radial. Celles-ci se transforment, en raison de la vitesse élevée, en pièces d'usure caractérisées. Le but de l'invention est de perfectionner un outil d'alésage du genre indiqué au début de telle façon qu'il fournisse un rendement d'alésage accrue à une vitesse relativement basse et puisse travailler avec une usure#très faible. Ce but est atteint selon l'invention en ce que l'axe de tige entratné en rotation destiné à la percussion axiale périodique dans un marteau percuteur présente au moins une surface de percussion transformant ses impulsions de percussion axiales en impulsions de percussion radiales de l'outil radial et adjacente au moins périodiquement à l'outil radial. Une telle solution amène l'avantage supplémentaire que des organes d'alésage relativement émoussés et par conséquent peu sensibles peuvent être utilisés pour l'outil radial et que l'avant-trou et la contre-dépouille peuvent être réalisés au moyen du même marteau percutant, par exemple un marteau perforateur rcto-percutant. Des essais de longue durée ont montré qu'avec un rendement accru la durée de coupe de l'outil d'alésage selon l'invention est plusieurs fois plus élevée que pour les outils d'alésage connus. Par ailleurs, les outils radiaux usés de l'outil d'alésage peuvent être remplacés beaucoup plus facilement que dans les outils d'alésage connus parce qu'ils sont simplement enfilés dans des fentes longitudinales diamétralement opposées du manchon de tige. Enfin, on obtient un abaissement considérable des coûts de fabrication dans la mesure où un tube blindé par un métal dur n'est plus nécessaire pour le manchon de tige comme c'est fréquemment le cas jusqu'à présent. Un léger mouvement de rotation de l'outil d'alésage étant seulement nécessaire par suite du mode de fonctionnement percutant de l'outil radial, ce mouvement de rotation peut, lors de l'utilisation d'un marteau percutant, etre obtenu par des dispositifs annexes, par exemple manuellement. Lorsqu'on emploie un marteau perforateur auto-percutant, on peut abaisser fortement la vitesse prédéterminée par sa conception constructive à l'aide d'un réducteur dont la roue dentée entraînée est solidaire en rotation de l'axe de tige et dont la roue dentée de sortie est solidaire en rotation du manchon de tige. Le boîtier du réducteur est avantageusement appuyé au marteau percutant pour etre immobilisé en rotation. Le rendement d'alésage de l'outil d'alésage peut être sensi-blement accru grâce à un dispositif d'aspiration car dans ce cas les percussions de travail radiales de l'outil radial ne subissent aucun amortissement du fait des poussières de perçage présentes dans la région de travail. Un exemple de réalisation de l'invention sera décrit ci-après en référence au dessin, dans lequel la figure 1 représente l'outil d'alésage en coupe longitudinale partielle; la figure 2 représente-la portion terminale de l'outil d'alésage selon la figure 1 tournée de 900; et la figure 3 montre une variante de la structure illustrée à la figure 2 dans une représentation conforme à la#figure 1. L'outil d'alésage est composé d'un axe de tige 10 pouvant être entraîné en rotation et d'un manchon de tige 11. L'axe de tige 10 est monté dans le manchon de tige 11 avec une possibilité de déplacement axial limitée. La portion terminale lia du manchon de tige 11 est munie de deux fentes longitudinales 16 diamétralement opposées et le manchon de tige 11 est obturé par une vis 12 du côté du trou.-La vis 12 est vissée dans un taraudage du manchon de tige il Dans les fentes longitudinales 16 du manchon de tige 11, sont montés des outils en forme de barres, formés de segments (outils radiaux 14) qui peuvent pivoter grâce à un déplacement axial de l'axe de tige 10 d'une position effacée dans les fentes longitudinales 16 (position de départ) à une position dans laquelle ils s'avancent radialement en dehors du manchon de tige 11. Les outils radiaux 14 se terminent par des queues de centrage 14a entourées avec jeu par la portion terminale lia du manchon de tige 11 et s'appuyant axialement sur la vis 12. A cet effet, les queues de centrage 14a sont en contact avec une surface de butée d'une dépression 13 de la vis 12 par des surfaces d'appui conformées à la surface de butée. Lors du mouvement pivotant, les outils radiaux 14 sont guidés dans les fentes longitudinales 16. Lors du pivotement radial, les outils radiaux 14 basculent en quelque sorte sur leurs surfaces d'appui supportées dans la dépression 13.De ce point de vue, cette#dépression 13 peut être considérée comme un palier oscillant. L'axe de tige 10, destiné et adapté à la percussion axiale périodique dans un marteau percutant, est en contact par une portion terminale conique 10a avec les faces internes biseautées des outils radiaux 14. La surface extérieure de cette portion terminale conique 10a joue en fonctionnement le rôle d'une face percutante îOd au moyen de laquelle les impulsions de percussion axiales de l'axe de tige sont transformées en impulsions de percussion radiales des outils radiaux 14. Les outils radiaux 14 sont liés entre eux et peuvent être ramenés dans la position de départ au moyen d'au moins un élément à ressort. Dans l'exemple de réalisation représenté graphiquement à la figure 1, l'élément à ressort est un ressort à branches 15 logé symétriquement par rapport à l'axe a-a de l'outil d'alésage et parallèlement à cet axe dans des évidements 14b des queues de centrage 14a. TRS branches 15a du ressort 15 sont reçues dans des rainures 14c des outils radiaux 14. En plus du ressort à branches 15 est prévue, comme élément à ressort supplémentaire, une bague 25 en haut polymère entourant les queues de centrage 14a. A l'aide de cette bague 25 extensible réversiblement, les outils radiaux 14 sont centrés avec jeu dans la portion terminale 11a du manchon de tige 11. Chacun des outils radiaux 14 en forme de barre est formé d'un corps 14b' en acier et d'un élément en métal dur 14b encastré dans celui-ci. Les éléments en métal dur 14b constituent une partie des faces percutantes radiales des outils radiaux 14. Les éléments en métal dur sont avantageusement soudés dans des rainures fraisées du corps 14b'. Dans la variante selon la figure 3, on prévoit exclusivement une bague 25 en haut polymère comme élément élastique pour ramener les outils radiaux 14 en position de départ. L'outil d'alésage est muni d'un dispositif pour l'aspiration des poussières. Celui-ci comprend un canal axial 28 dans l'axe de tige 10 et une tête d'aspiration 24. Ta tête d'aspiration 24 entoure l'axe de tige 10 dans une porw tion ddnassant duranchon de tige 11 du côté arrière. Pour réaliser l1étan- cherté de l'axe de tige 10, la tête d'aspiration est munie de bourrelets annulaires 24a qui pénètrent, en s 'y conformant, dans des gorges annulaires de l'axe de tige. Un canal annulaire 29 de la tête d'aspiration communique librement avec le canal axial 23 oar l'intermédiaire de canaux radiaux 30. Un raccord 24b par lequel la tête d'aspiration 24 est reliée à un aspirateur de poussière douche dans le canal 29. La portion arrière lOb de l'axe de tige 10 est conformée en embout pour la mise en place de l'outil d'alésage dans le marteau percutant. Cette portion est conformée en six pans pour la solidarisation en rotation. Pour protéger le logement de l'outil contre l'entrée de poussières d'alésage, un manchon 25 à symétrie radiale est prévu immédiatement derrière la tête d'aspiration 24. Ce manchon est également fixé à l'axe de tige par un bourrelet annulaire qui pénètre dans une gorge annulaire correspondante de l'axe. La surface annulaire extérieure du manchon 25 en haut polymère est entourée directement avec jeu par la surface annulaire intérieure d'un prolongement en forme de douille à symétrie radiale dirige vers l'arrière de la tête d'aspiration 24. Dans la zone de travail, le canal axial 28. communique par les canaux radiaux 30a avec la zone de percussion des outils radiaux 14. Dans la portion terminale îQb de l'axe de tige 10, sont disposés coaxialement deux éléments d'amortissement cylindriques 26, 27 L'élément d'amortissement arrière 26 dépasse de l'axe de tige 10 du côté arrière et se trouve dans la zone de percussion de l'organe de percussion du marteau percutant. l'élément d'amortissement avant 27 est en contact avec un épaulement annulaire interne 31 de l'axe de tige 10. Par suite, les impulsions de percussion communi quées aux éléments d'amortissement 26, 27 sont transmises à l'axe de tige 10 par cet épaulement annulaire 31 pour être transformées en impulsions de percussion radiales des outils radiaux 14 avec une déviation d'environ 900 par l'intermédiaire de la portion terminale conique 10a. Un amortissement se produit par transformation d'énergie percutante en chaleur à la jonction 32 des éléments d'amortissement 26 et 27, ainsi qu'à l'épaulement annulaire 31. Pour le démontage, le nettoyage ou l'inspection, on peut tout simplement extraire l'axe de tige 10 axialement du manchon de tige Il sans utiliser d'outil.Le réducteur U est logé dans un bottier 17 recouvert du côté arrière par un couvercle 17a. La roue dentée entraînée 18 est montée solidaire en rotation sur l'axe de tige 10 et engrène avec une roue dentée 20 calée sur un arbre intermédiaire 21. Le couple de la roue dentée 20 est transmis par l'intermédiaire d'une autre roue dentée 22 de l'arbre intermédiaire à la roue dentée de sortie 19 montée solidaire en rotation sur le manchon de tige 11. Le bottier 17 est en contact du côté avant avec une bride radiale 11b du manchon de tige 11.Le bottier 17, 17a du réducteur U peut s'appuyer sur le marteau perforateur roto-percutant au moyen d'une barre 23 pour être immobilisé en rotation L'axe de tige 10 présente, dans une portion comprise entre la tête d'aspiration 24 et l'extrémité arrière du manchon de tige 11, au moins un repère qui, lorsque la contre dépouille est terminée, se trouve immédiatement à l'extrémité arrière du manchon de tige 11. Lors de l'exécution de la contre-dépouille, l'utilisateur peut suivre l'avancement du travail à ce repère et arrêter l'opération lorsque la profondeur de contre-dépouille souhaitée est atteinte car lors de l'alésage de la contre-dépouille, le repère se rapproche de l'extrémité arrière du manchon de tige 11 du fait du mouvement axial relatif de l'axe de tige et du manchon de tige. La bride radiale îîb se trouve à une distance axiale de l'outil radial 14 qui correspond à la distance axiale potentielle entre la contre-dépouille et la face frontale de la maçonnerie ou analogue. Ainsi, le côté tourné vers l'avant-trou de cette bride radiale llb peut servir de butée contre le bord supérieur de l'avant-trou pour déterminer la position axiale exacte de la contre-dépouille dans l'avant-trou. A cet égard, la bride radiale 11b en contact avec la maçonnerie, le béton ou la roche détermine la position axiale du marteau percutant ou auto-percutant. Revendications. 1. Outil d'alésage pour la production de contre-dépouilles dans la maçonnerie, le béton, la roche et similaires, comprenant une tige d'outil pouvant être entraînée en rotation et pouvant être introduite dans l'avant-trou devant récevoir la contre-dépouille,formée d'un manchon de tige et d'un axe de tige monté dans celui-ci avec une possibilité de déplacement axial limitée, ainsi qu'au moins un outil monté pivotant dans une fente longitudinale du manchon de tige dans la portion terminale de celui-ci et en appui axial (outil radial),pouvant pivoter par un déplacement axial de l'axe de tige d'une position effacée dans la fente longitudinale (position de départ) à une position dans laquelle l'outil radial s'avance radialement en dehors de la tige d'outil, caractérisé en ce que l'axe de tige (10) entraîné en rotation, destiné à la percussion axiale périodique dans un marteau percutant,présente au moins une surface percutante (10d) transformant-ses impulsions de percussion axials en impulsions de percussion radiale de l'outil radial (14) et adjacente au moins périodiquement à l'outil radial (14). 2. Outil d'alésage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface percutante (1ou) est formée par la surface périphérique d'une portion terminale conique (10a) de l'axe de tige (10) et est en contact avec deux outils radiaux (14) montés dans des fentes longitudinales (16) diamétralement opposées du manchon de tige (11). 3. Outil d'alésage selon la revendication 2, caractérisé en ce que les outils radiaux (14) s'appuient par des queues de centrage (14a),entourées avec jeu par la portion terminale (ila) du manchon de tige (11),sur une vis (12) vissée dans le manchon de tige (11). 4. Outil d'alésage selon lrune des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les outils radiaux (15) sont liés l'un à l'autre et peuvent être ramenés dans la position de départ par un ressort à branches 15 monté parallèlement à l'axe (a-a) de l'outil d'alésage dans des-évidements (14) des queues de centrage (14a) des outils radiaux (14) et dont les branches (1 Sa) sont reçues dans des rainures longitudinales (14c) de ces outils radiaux (14). 5. Outil d'alésage selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les outils radiaux (14) sont liés l'un à l'autre et peuvent être ramenés dans la position de départ à l'aide d'une bague (25) en haut polymère et sont centrés avec jeu dans la portion terminale (lia) du manchon de tige (11) au moyen de cette bague (25). 6. Outil d'alésage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'outil (14) en forme de barre est formé d'un corps (14b') en acier et d'éléments en métal dur (14b) encastrés dans celui-ci,formant une partie de la surface de percussion de l'outil radial (14). 7. Outil d'alésage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une conduite d'aspiration menant à un aspirateur de poussière est relié par un raccord (24b) à une tête d'aspiration (24), lequel raccord (24b) débouche dans un canal annulaire (29) qui communique avec un canal axial (28) par l'intermédiaire de canaux radiaux (30). 8. Outil d'alésage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que des éléments cylindriques sont disposés dans la portion terminale arrière (lOb) de l'axe de tige 10 comme éléments d'amortissement (26, 27) et sont en butée contre un épaulement annulaire (31) du manchon de tige (11),permettant d'extraire axialement l'axe de tige (10) du manchon de tige (11). 9. Outil d'alésage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est muni pour l'utilisation dans un marteau perforateur roto-percutant d'un réducteur tU) dont la roue dentée entraînée (18) est montée solidaire en rotation sur l'axe de tige (10) et dont la roue dentée de sortie (19) est montée solidaire en rotation sur le manchon de tige et dont le boîtier (17, 17a) peut s'appuyer au moyen d'une barre (23) au marteau perforateur rotopercutant pour être immobilisé en rotation. 10. Outil d'alésage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'axe de tige (10) présente, dans une portion située entre une tête d'aspiration (24) et llextrémité arrière du manchon de tige, un repère qui se trouve, lorsque la contre-dépouille est terminée, immédiatement à l'extrémité arrière du manchon de tige (11} et qu'une bride radiale (11bd du manchon de tige (11) se trouve à une distance axiale de l'outil radial (14) qui correspond à la distance axiale potentielle entre la contre-dépouille et la surface frontale de la maçonnerie ou analogue.