Brevet FR2553863A1 — publié le 19850426

"Outillage pour le perçage de canalisations de fluide sous pression" La présente invention concerne un outillage permettant le perçage d'une canalisation véhiculant un fluide sous pression, gazeux ou liquide, sans vidanger la canalisation, pour le branchement d'un conduit de dériva5 tion sur une canalisation existante. Cet outillage appartient au genre de ceux qui utilisent une prise en "Té" prémontée sur la canalisation à percer et munie d'une vanne d'isolement, l'outillage s'adaptant sur la vanne et comprenant un fourreau à l'intérieur duquel est mont 6 un outil de perçage rotatif déplaçable 10 axialement et apte à être approché de la canalisation à percer en traversant la vanne laissée en position ouverte, l'outil de perçage étant prévu pour être accouplé à un organe moteur d'entraînement en rotation. Un outillage pour le perçage de canalisations de fluide sous pression conçu selon ce principe est déjà connu, par exemple, par le certificat 15 d'utilité français 2 210 741 Il comporte un fourreau qui se visse directement sur la vanne d'isolement et qui est traversé axialement par la tige d'un foret La vanne étant initialement laissée ouverte, le foret est engagé au travers de cette vanne jusque dans la région de la prise en "Té" prémontée sur la canalisation à percer, puis est mis en action pour percer un 20 trou dans la canalisation Ensuite le foret est retiré en arrière, la vanne d'isolement est fermée, et l'ensemble de l'outillage est retiré Sur la vanne qui reste en place peut être fixé le départ d'un conduit quelconque. Un tel outillage permet ainsi de réaliser un branchement sur une canalisation en charge, sans vidange et pratiquement sans fuite du fluide. Un inconvénient des outillages actuels est qu'ils n'assurent pas une élimination des copeaux et autres débris d'usinage, qui stagnent dans la région de la prise prémontée sur la canalisation et de la vanne et risquent de détériorer ces parties qui ne bénéficient d'aucune protection Par ailleurs, ces outillages ne possèdent pas de dispositif simple 30 pour guider et contrôler l'avance de l'outil de perçage. La présente invention vise à éliminer ces inconvénients, en fournissant un outillage du genre considéré qui soit de conception simple et peu onéreuse, d'emploi commode et permettant d'exécuter l'opération de perçage en toute sécurité, même par un opérateur peu formé. A cet effet, dans l'outillage selon l'invention pour le perçage de canalisations sous pression, appartenant au genre rappelé plus haut, l'outil de perçage est entouré d'un canon de guidage et de protection lié au fourreau De préférence, une chambre annulaire de stockage des copeaux est délimitée entre le fourreau et l'outil de perçage, en arrière du canon de guidage et de protection Ce canon de liaison traverse librement un raccord de liaison vissé sur la vanne d'isolement mais non lié 5 mécaniquement audit canon, l'étanchéité entre le raccord de liaison et le canon étant assurée par un joint annulaire. L'outil de perçage, tel que mèche ou foret comportant de façon habituelle des rainures hélicoïdales sur une grande partie de sa longueur, entraîne mécaniquement et de façon constante les copeaux et autres 10 déchets d'usinage vers l'arrière par ces rainures hélicoïdales agissant comme une vis sans fin en tournant à l'intérieur du canon Celui-ci interdit tout contact des copeaux avec la prise en "Té" prémontée sur la canalisation et avec la vanne d'isolement, donc isole et protège intégralement ces organes vis-à-vis de l'outil de perçage, et il oblige les copeaux à 15 se rassembler dans la chambre de stockage prévue à cet effet. Suivant une forme de réalisation préférée de l'invention, l'outillage comprend une bague d'avance vissable sur un filetage de l'extrémité postérieure du fourreau; une broche d'entraînement de l'outil de perçage est montée à l'intérieur de la bague d'avance et liée axialement à ladite 20 bague. La vitesse d'avance de l'outil peut ainsi être contrôlée par l'opérateur qui donne une rotation lente à la bague pour déplacer axialement la broche d'entraînement à laquelle est lié l'outil de perçage. Avantageusement, un joint annulaire à lèvre, protégé par une 25 rondelle, est monté entre le fourreau et la broche d'entraînement de l'outil de perçage, pour réaliser l'étanchéité à l'arrière de la chambre annulaire de stockage des copeaux, évitant ainsi toute fuite permanente et assurant la propreté. Le filetage du fourreau, sur lequel est vissée la bague d'avance, 30 est de préférence de pas inversé par rapport au sens de rotation de la broche d'entraînement, par exemple de pas "à gauche" pour une rotation "à droite", afin d'empêcher tout blocage de l'outil de perçage par un entraînement intempestif de la bague d'avance à partir de la broche. Selon une autre caractéristique de l'invention, le fourreau est 35 lié par un bras-support d'effort à un axe de force s'étendant parallèlement à l'axe de l'outil de perçage et muni, à son extrémité antérieure, de moyens tels qu'un collier pour son ancrage temporaire sur la canalisation à percer Ce dispositif assure un équilibrage des efforts de coupe (couple de renversement et effort axial vers l'arrière) lors du travail de l'outil de perçage, et il reporte indirectement ces efforts sur la canalisation; Ainsi il évite de faire supporter ces efforts très importants à la prise 5 en "Té" prémontée sur la canalisation, ce qui garantit la sécurité et la longévité de l'assemblage réalisé puisqu'aucune tension ne risque de subsister dans ladite prise et sa fixation En outre, ce dispositif de dérivation des efforts donne une grande aisance à l'opérateur qui doit simplement doser et contrôler sensitivement la vitesse d'avance de l'outil par 10 action sur la bague d'avance Eventuellement, l'axe de force comporte des moyens de commande tels qu'un mécanisme vis-écrou, permettant de supporter une pression de fluide importante dans l'installation et de contrôler le retrait progressif de l'outillage après perçage de la canalisation, en encaissant la poussée due à la pression du fluide. Un réducteur de vitesse, ayant une fonction de multiplicateur de couple, peut être intercalé entre l'organe moteur et la broche d'entraînement de l'outil de perçage, pour permettre l'emploi d'un moteur de perceuse traditionnelle, de relativement faible puissance, en guise d'organe moteur, même pour réaliser des perçages de diamètre relativement impor20 tant Le réducteur de vitesse peut comporter ou non un renvoi d'angle, ce qui permet de placer l'organe moteur soit en ligne avec la broche d'entraînement et l'outil de perçage, soit dans une disposition à angle droit par rapport à ces éléments. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la 25 description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemples non limitatifs, une forme d'exécution de cet outillage pour le perçage de canalisations de fluide sous pression, ainsi que quelques variantes: Figure 1 est une vue d'ensemble, avec coupe longitudinale partiel30 le, d'un outillage conforme à la présente invention avec entraînement en ligne avec le foret, sans renvoi d'angle; Figure 2 est une vue partielle similaire à figure 1, montrant le foret dans une autre position et illustrant une variante dans laquelle l'entraînement s'effectue avec un renvoi d'angle; Figure 3 est une vue similaire aux précédentes, mais montrant la vanne d'isolement fermée après recul du foret, et illustrant une autre variante avec axe de force mécanisé. Sur les figures est indiqué un conduit de fluide en charge ( 1) sur lequel a été monté, dans sa position définitive, un raccord en "Té" ( 2) adapté au diamètre du conduit ( 1) et maintenu au moyen d'un collier ( 3) assemblé à ce raccord en "Té" ( 2) par deux boulons ( 4) Un joint ( 5) 5 assure l'étanchéité entre le raccord en "Té" ( 2) et le conduit ( 1) -Sur le raccord en "Té" ( 2) est montée par vissage une vanne d'isolement ( 6), comprenant dans l'exemple considéré un tournant sphérique ( 7) actionné à l'aide d'une manette ( 8). L'outillage proprement dit comprend un raccord de liaison ( 9) 10 monté de façon étanche, par vissage, sur la vanne d'isolement ( 6), ainsi qu'un canon de protection et de guidage ( 10) traversant le raccord de liaison ( 9) et pouvant être engagé dans la vanne ( 6) en position d'ouverture. Un joint annulaire ( 11) assure l'étanchéité entre le raccord ( 9) et le canon ( 10) qui traverse librement ce raccord ( 9), aucune liaison mécanique rigide 15 n'existant entre le raccord ( 9) et le canon ( 10). En arrière du raccord de liaison ( 9), un fourreau ( 12) est rendu solidaire du canon ( 10) par deux circlips ( 13) et par un joint annulaire ( 14) assurant l'étanchéité L'extrémité postérieure du fourreau ( 12) est munie d'un filetage extérieur ( 15) qui reçoit une bague d'avance ( 16), 20 vissable sur ce filetage ( 15). A l'intérieur du canon ( 10) est logé librement un foret ( 17) classique quant à son hélice et à son affûtage La queue d'entraînement du foret ( 17), pouvant être conique et de préférence filetée, est liée à une broche d'entraînement ( 18) qui se trouve montée à l'intérieur de la bague 25 d'avance ( 16), à laquelle elle est liée axialement par un double chemin de billes ( 19) permettant sa libre rotation Un écrou ( 20) vissé à l'arrière de la bague d'avance ( 16) donne la possibilité d'un réglage du jeu axial entre la broche ( 18) et la bague d'avance ( 16). Le filetage ( 15) assurant la liaison entre la bague d'avance ( 16) 30 et le fourreau ( 12) est de préférence un filetage à pas fin et inversé (pas "à gauche"), afin d'empêcher tout blocage du foret ( 17) par un entraînement en rotation intempestif de la bague ( 16) provoqué par la rotation "à droite" de la broche ( 18). L'étanchéité entre la broche d'entraînement ( 18) et le fourreau 35 ( 12) est obtenue par un joint annulaire à lèvre ( 21), lui-même protégé des copeaux par une rondelle de protection ( 22) placée en avant de ce joint ( 21), la chambre annulaire ( 23) délimitée entre le foret ( 17) et le fourreau ( 12) servant de imagasin c copeaux. La broche ( 18) est entraînée en rotation à partir d'un organe moteur non représenté, simple et de faible puissance, tel q'un moteur de perceuse électrique traditionnelle sans variateur de vitesse Dans 5 la forme de réalisation représentée à la figure 1, cet entraînement s'effectue par l'intermédiaire d'un réducteur de vitesse ( 24) par exemple à planétaire, ayant une fonction de multiplicateur de couple, l'organe moteur se trouvant placé en ligne avec la broche ( 18) et le foret ( 17). Selon une variante représentée à la figure 2, l'organe moteur 10 est disposé perpendiculairement à l'axe de la broche ( 18) et du foret ( 17) Un réducteur de vitesse ( 24 ') avec renvoi d'angle par pignons coniques ou vis tangente assure dans ce cas la liaison d'entraînement entre l'organe moteur et la broche ( 18) L'encombrement de l'ensemble se trouve ainsi réduit. 1, Le fourreau ( 12) est encore lié par un bras-support d'effort latéral ( 25) à un axe de force ( 26) s'étendant parallèlement à l'axe du foret ( 17) L'extrémrnité avant de l'axe de force ( 26) est solidarisée avec le conduit ( 1), à quelque distance du raccord en "Té" ( 2), au moyen d'un collier ( 27) et d'un contre-collier ( 28) voir figure 1 Le réducteur de 29 vitesse ( 24 ou 24 ') comporte un levier latéral ( 29 ou 29 ') qui permet de faire encaisser le couple réactionnel par l'axe de force ( 26). L'utilisation de l'outillage précédemment décrit se fait comme suit Sur le conduit ( 1) préparé par réalisation d'un méplat et toilage 25 de la surface correspondant à la portée du joint ( 5), on met en place le raccord en "Té" ( 2) sur lequel est adaptée la vanne d'isolement ( 6), initialement laissée en position ouverte Le raccord de liaison ( 9) est vissé sur la vanne ( 6), et l'ensemble pré-monté formé par le canon ( 10), le fourreau ( 12), la bague d'avance ( 16), le foret ( 17) et la broche ( 18) 30 est introduit Le bras-support d'effort ( 25) est engagé librement sur le fourreau ( 12) Le foret ( 17) engagé dans la vanne ( 6) et dans le raccord en "Té" ( 2) se trouve légèrement en retrait de l'extrémité du canon ( 10), lui-même en butée contre la paroi du conduit ( 1) à percer Le contrôle visuel de cette position initiale correcte indiquée sur la figure I 35 est donné par la coïncidence, dans un même plan, de l'extrémité antérieure de la bague d'avance ( 16) et de l'extrémité du filetage ( 15) du fourreau ( 12). Puis l'axe de force ( 26) est également monté dans le bras-support d'effort ( 25) est ancré au conduit ( 1), le jeu de collier et contrecollier ( 27,28) étant choisi en fonction du diamètre du conduit à percer On réalise un blocage en serrant alternativement l'axe de force ( 26) et le 5 bras ( 25), afin de conserver un alignement convenable de l'outillage dont l'axe doit rester sensiblement parallèle à l'axe de force ( 26) Cette dernière opération peut évidemment être simplifiée dans le cas o l'outillage a été déjà utilisé précédemment sur une canalisation de même diamètre, de sorte que le bras-support d'effort ( 25), l'axe de force ( 26) et le collier 10 ( 27) sont déjà montés et verrouillés. Sur la broche d'entraînement ( 18) on monte ensuite soit le réducteur de vitesse ( 24) sans renvoi d'angle, soit le réducteur de vitesse ( 24 ') avec renvoi d'angle, selon la disposition choisie pour l'organe moteur qui est également mis en place. L'organe moteur est alors mis en action pour procéder au perçage du conduit ( 1) La rotation du foret ( 17) étant permanente et s'effectuant à une vitesse déterminée, l'opérateur doit simplement régler de façon manuelle et sensitive la vitesse d'avance, en faisant tourner lentement la bague d'avance ( 16) de manière à la visser sur le filetage ( 15) du four20 reau ( 12), ce qui entraîne la broche ( 18) en avant par l'intermédiaire du chemin de billes ( 19). Le perçage du conduit ( 1), qui est ainsi exécuté, est terminé apres une certaine course d'avance qui peut être visualisée par un repère circulaire porté par le fourreau ( 12) et indiquant la position finale de 25 la bague d'avance ( 16) pour un foret ( 1-7) à l'état neuf et un conduit ( 1) de diamètre donné La figure 2 montre la position occupée par le foret ( 17) ainsi que par les autres organes mobiles axialement, en fin de perçage du conduit ( 1). Au cours du perçage, les copeaux ou autres déchets d'usinage 30 sont entraînés mécaniquement vers l'arrière par les rainures hélicoïdales du foret ( 17), agissant comme une vis sans fin à l'intérieur du canon de protection et de guidage ( 10) En raison de la présence de ce canon ( 10), les copeaux ne peuvent venir en contact ni avec le raccord&en "Té" ( 2) ni avec les pièces composant la vanne d'isolement ( 6), et ils sont 35 recueillis dans la chambre annulaire ( 23). Après le perçage, le foret ( 17) est ramené à l'intérieur du canon ( 10) vers sa position de départ, par dévissage de la bague d'avance ( 16) . Puis l'outillage est retiré avec précaution, apres avoir également démonté l'ensemble collier et contre-collier ( 27,28) de l'axe de force ( 26). Un retrait mécanique, progressif et contrôlé, de l'outillage peut être obtenu dans une variante illustrée par la figure 3, selon laquelle 5 l'axe de force ( 26 ') est mécanisé et comprend, par exemple, un ensemble avec vis ( 30) et douille filetée ( 31) qui permet de supporter une pression importante dans l'installation. L'outillage est ainsi reculé jusqu'à une position de retrait représentée sur la figure 3 et indiquée à l'opérateur par un repère circulaire ( 32) porté par le canon ( 10) Cette position étant atteinte, la vanne d'isolement ( 6) est fermée par une rotation d'un quart de tour de son tournant sphérique ( 7), commandée à l'aide de la manette ( 8). L'outillage est alors complètement retiré, y compris le raccord de liaison ( 9) qui est dévissé et séparé de la vanne ( 6) On procède au 15 rinçage rapide de cette vanne ( 6) et du raccord en "Té" ( 2) pour éliminer les quelques restes éventuels de copeaux; cette opération est simplifiée par le montage sur la vanne ( 6) d'une durite souple qui permet la récupération de l'eau de purge dans un récipient. Finalement, on dispose sur le conduit (i 1) d'une prise étanche 20 permettant le branchement de tout départ de canalisation ou d'un équipement quelconque. Il va de soi que l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution de cet outillage pour le perçage de canalisations qui ont été décrites ci-dessus, à titre d'exemples; elle en embrasse, au contraire, 25 toutes les variantes de réalisation et d'application fondées sur le même principe En particulier, l'on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention par le recours à des moyens équivalents de ceux décrits et représentés, par exemple: le canon de protection et de guidage ( 10) et le fourreau ( 12) 30 peuvent former un ensemble monobloc le double chemin de billes ( 19) est remplaçable par un roulement à billes; au lieu du foret ( 17) l'on peut utiliser une mèche ou tout autre outil de perçage rotatif approprié; si l'on dispose d'un organe moteur procurant directement une vitesse et un couple convenables, par exemple un moteur de perceuse électrique avec variateur de vitesse classique, le réducteur de vitesse ( 24 ou 24 ') peut être supprimé, auquel cas un simple entraîneur est utilisé pour réaliser la liaison entre la broche ( 18) et l'organe moteur; dans le cas o l'axe de force ( 26 ') est mécanisé, la commande par le mécaniisme vis- écrou ( 30-31) peut être remplacée par une commande 5 hydraulique par vidange contrôlée d'une enceinte remplie d'huile, et cette fonction est encore réalisable par tous montages appropriés. RVF ?f Ct C 1 T:IONS 1 Outillage pour le perçage de canalisations de fluide sous pression, sans vidange, en utilisant une prise en "Té" ( 2,3) prémontée sur la canalisation à percer ( 1) et munie d'une vanne d'isolement ( 6), cet 5 outillage s'adaptant sur la vanne ( 6) et comprenant un fourreau ( 12) à l'intérieur duquel est monté un outil de perçage rotatif ( 17) déplaçable axialement et apte à être approché de la canalisation à percer ( 1) en traversant la vanne ( 6) laissée en position ouverte, l'outil de perçage ( 17) etant prévu pour être accouplé à un organe moteur d'entraînement 10 en rotation, caractérisé en ce que l'outil de perçage ( 17) est entouré d'un canon de guidage et de protection ( 10) lié au fourreau ( 12). 2 Outillage pour le perçage de canalisations selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une chambre annulaire ( 23) de stockage des copeaux est délimitée entre le fourreau ( 12) et l'outil de perçage ( 17), 15 en arrière du canon de guidage et de protection ( 10). 3 Outillage pour le perçage de canalisations selon la revendication I ou 2, caractérisé en ce que le canon de guidage et de protection ( 10) traverse librement un raccord de liaison ( 9) vissé sur la vanne d'isolement ( 6) mais non lié mécaniquement audit canon ( 10), l'étanchéité entre le 20 raccord de liaison ( 9) et le canon ( 10) étant assurée par un joint annulaire ( 11). 4 Outillage pour le perçage de canalisations selon l'une quelconque des revendications 1 ou 3, caractérisé en ce qu'il comprend une bague d'avance ( 16) vissable sur un filetage ( 15) de l'extrémité postérieure 25 du fourreau ( 12), une broche d'entraînement ( 18) de l'outil de perçage ( 17) étant montée à l'intérieur de la bague d'avance ( 16) et liée axialement à ladite bague ( 16). Outillage pour le perçage de canalisations selon la revendication 4, caractérisé en ce que la bague d'avance ( 16) comporte un écrou ( 20) 30 pour le réglage du jeu axial entre la broche d'entraînement ( 18) de l'outil de perçage ( 17) et ladite bague ( 16). 6 Outillage pour le perçage de canalisations selon l'ensemble des revendications 2 et 4, caractérisé en ce qu'un joint annulaire à lèvre ( 21), protégé par une rondelle ( 22), est monté entre le fourreau ( 12) et 35 la broche d'entraînement ( 18) de l'outil de perçage ( 17) à l'arrière de la chambre annulaire de stockage des copeaux ( 23). 7 Outillage pour le perçage de canalisations selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que le filetage ( 15) du fourreau ( 12), sur lequel est vissée la bague d'avance ( 16), est de pas inversé par rapport au sens de rotation de la broche d'entraînement ( 18). 8 Outillage pour le perçage de canalisations selon l'une quelconque 5 des revendications 4 à 7, caractérisé en ce qu'un réducteur de vitesse ( 24,24 '), avec ou sans renvoi d'angle, est intercalé entre l'organe moteur et la broche d'entraînement ( 18) de l'outil de perçage ( 17). 9 Outillage pour le perçage de canalisations selon l'une quelconque des revendications I à 8, caractérisé en ce que son fourreau ( 12) est 10 lié par un bras-support d'effort ( 25) à un axe de force ( 26,26 ') s'étendant parallèlement à l'axe de l'outil de perçage ( 17) et muni, à son extrémité antérieure, de moyens ( 27,28) pour son ancrage temporaire sur la canalisation à percer ( 1). Outillage pour le perçage de canalisations selon la revendica15 tion 9, caractérisé en ce que l'axe de force ( 26 ') comporte des moyens de commande ( 30,31) du retrait de l'outillage.