Brevet FR2960811A1 — publié le 20111209

La présente invention concerne un outil de frappe appelé généralement « pic », pouvant être utilisé manuellement ou avec un matériel électroportatif ou pneumatique générant une action de percussion et se présentant comme une tige pourvue, à l'une de ses extrémités, d'une tête de travail en forme de pointe conçue pour fragmenter des matériaux de type pierreux. Actuellement, les outils de frappe du genre pic présentent une tête de travail de forme pyramidale, avec des faces de travail planes triangulaires, par exemple au nombre de quatre faces ou de six faces, qui convergent vers une pointe située sur l'axe longitudinal de l'outil. A titre d'exemples de tels outils de frappe, on peut ici mentionner les documents de brevets DE 10133948, WO 2009/043617, DE 19914522, DE 20 2004 012846 U et WO 01/36163. Selon leur angle d'orientation par rapport à l'axe longitudinal de l'outil, de telles faces planes sont susceptibles de constituer un frein à l'enfoncement de l'outil dans le matériau à travailler, les appuis de l'outil sur la matière étant réalisés suivant des plans. Ce phénomène de freinage peut même conduire à des blocages de l'outil en « pleine matière », dans des conditions de travail difficiles, par exemple lorsque la tête de l'outil se trouve profondément insérée dans le matériau à travailler. De tels inconvénients sont éventuellement limités en aménageant les faces et arêtes de travail, au niveau de la pointe de l'outil, comme décrit par exemple dans le document DE 10133948 précité. Dans celui-ci, les faces de travail qui aboutissent à la pointe sont en nombre impair, de même que les arêtes séparant ces faces les unes des autres, ce qui signifie que les faces de travail sont par exemple au nombre de trois ou de cinq, ce qui permet à chaque face d'être diamétralement opposée à une arête, une telle configuration étant supposée limiter les forces de freinage de l'outil en cours de travail. D'autres réalisations connues comportent des aménagements réalisés sur le corps de l'outil, en arrière de la zone de travail proprement dite, dans le but d'obtenir un effet d'évacuation des débris du matériau travaillé. Un tel effet semble notamment pouvoir être obtenu par l'aménagement de gorges d'évacuation de forme hélicoïdale sur le corps de l'outil, comme le montre par exemple le document WO 2009/043617 précité. Des gorges ou évidements parallèles à l'axe longitudinal de l'outil ont aussi été envisagés - voir les autres documents précités DE 19914522, DE 20 2004 012846 U et WO 01/36163. La présente invention vise à perfectionner les outils de frappe du genre ici considéré, en ce qui concerne leur fonctionnement, ceci plus particulièrement en améliorant la pénétration dans le matériau à travailler ainsi que l'évacuation des débris, tout en renforçant les capacités de travail de l'outil en termes de volume de matière détruite, ceci par des dispositions constructives concentrées sur la seule tête de travail de l'outil. A cet effet, l'innovation a pour objet un outil de frappe du genre pic, possédant un corps allongé en forme de tige pourvu, à une extrémité, d'une tête de travail avec une série de faces de travail réparties autour de l'axe longitudinal de l'outil et convergeant vers une pointe située sur cet axe, cet outil de frappe étant essentiellement caractérisé par le fait que les faces de travail, qui convergent vers la pointe, sont des faces concaves générées de façon hélicoïdale, suivant l'axe longitudinal de l'outil, ces faces de travail se raccordant suivant des arêtes elles-mêmes d'allure hélicoïdale, qui convergent vers la pointe de l'outil. Ainsi, l'outil présente par exemple quatre faces de travail concaves et hélicoïdales, qui se raccordent suivant quatre arêtes elles-mêmes d'allure hélicoïdale, qui convergent vers la pointe de l'outil. Les faces de travail concaves et hélicoïdales de l'outil de frappe, objet de l'invention, ont pour premier effet de réduire les surfaces de contact avec le matériau travaillé, dans la zone de travail, de manière à limiter les phénomènes s'opposant aux efforts de pénétration de l'outil et à écarter les risques de blocage de l'outil en « pleine matière ». La configuration proposée permet aussi de concentrer les efforts de percussion le long des arêtes hélicoïdales, suivant lesquelles les faces de travail se raccordent. De plus, la configuration des faces de travail favorise un effet d'évent pour l'évacuation de la poussière et des débris du matériau travaillé, générés dans la zone de travail située en «fond de trou » où a lieu le fractionnement de ce matériau. L'effet d'évent pour l'évacuation des débris du matériau travaillé peut être renforcé en prévoyant que l'outil de frappe présente, en arrière de la tête de travail à faces concaves et hélicoïdales, une zone de diamètre réduit par rapport à la zone de diamètre maximal de la tête de travail. Avantageusement, la transition entre cette zone de diamètre maximal de la tête de travail et la zone de diamètre réduit, située en arrière de cette tête, est formée par une zone intermédiaire notamment d'allure tronconique, à la surface de laquelle débouchent les faces de travail concaves et hélicoïdales de ladite tête. L'orientation hélicoïdale des faces de travail et des arêtes, sur la tête de l'outil, a aussi pour effet de générer des efforts de compression latéraux, qui s'additionnent aux efforts de percussion imprimés longitudinalement à l'outil en cours de travail, ce qui a pour conséquences d'augmenter le pouvoir de fragmentation du matériau travaillé. Les efforts en rotation sur le matériau travaillé sont obtenus, au niveau de la pointe de l'outil, par l'appui exercé sur ce matériau suivant les arêtes hélicoïdales, situées au raccordement des faces de travail, cet appui résultant lui-même du mouvement de translation axiale imprimé à l'outil par une sollicitation de percussion fournie manuellement ou par un matériel motorisé de type électroportatif ou pneumatique, par exemple du genre marteau perforateur. L'invention sera de toute façon mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple, une forme d'exécution de cet outil de frappe du genre pic : Figure 1 est une vue générale, en perspective, d'un outil de frappe conforme à la présente invention ; Figure 2 est une vue de côté de l'outil de frappe de la figure 1 ; Figure 3 est une vue de côté, à échelle agrandie, de la tête de travail de l'outil de frappe des figures 1 et 2 ; Figure 4 est une vue en bout de la tête de travail de cet outil de frappe, avec sa pointe. L'outil de frappe appelé « pic », représenté au dessin, possède un corps allongé 2 en forme de tige cylindrique, définissant un axe longitudinal A. A son extrémité arrière, le corps allongé 2 comporte des dispositions 3 telles que nervures ou rainures, d'un type connu en soi, pour son adaptation sur un matériel électroportatif ou pneumatique, propre à imprimer à l'outil de frappe ( en cours d'utilisation) une action de percussion orientée longitudinalement, c'est-à-dire suivant l'axe A. A son extrémité avant, le corps allongé 2 comporte une tête de travail 4, se terminant par une pointe 5 située sur l'axe longitudinal A de l'outil. La tête de travail 4, de forme générale pyramidale, comporte dans l'exemple illustré quatre faces de travail 6, qui sont régulièrement réparties autour de l'axe A et qui convergent vers la pointe 5, les quatre faces de travail 6 se raccordant les unes aux autres suivant quatre arêtes 7 qui, elles aussi, convergent vers la pointe 5. Selon l'invention, les quatre faces de travail 6 possèdent chacune une forme légèrement concave, générée de façon hélicoïdale suivant l'axe longitudinal A de l'outil. Ainsi les quatre arêtes 7, suivant lesquelles se raccordent ces faces de travail 6, sont elles-mêmes d'allure hélicoïdale comme le montrent en particulier les figures 3 et 4. En se référant plus particulièrement à la figure 3, la tête de travail 4 possède un diamètre maximal Dl, à la base de sa partie d'allure pyramidale. En arrière de la tête de travail 4, l'outil de frappe présente une zone cylindrique 8 de diamètre D2 réduit, c'est-à-dire inférieur au diamètre maximal Dl de la tête. La transition entre la zone de diamètre maximal Dl de la tête de travail 4 et la zone 8 de diamètre réduit, située en arrière de cette tête, est formée par une zone intermédiaire 9 notamment d'allure tronconique. Les faces de travail 6 de la tête de travail 4 débouchent à la surface de la zone intermédiaire 9. Plus en arrière, l'outil de frappe présente un diamètre D3 de nouveau supérieur au diamètre D2 de la zone 8, le diamètre D3 étant le diamètre courant du corps allongé 2 de l'outil. En cours d'utilisation de cet outil de frappe, les faces de travail 6 concaves et hélicoïdales réduisent les surfaces de contact dans la zone de travail, de manière à limiter les oppositions aux efforts de pénétration de l'outil ainsi que les risques de blocage en « pleine matière », tout en obtenant une concentration des efforts de percussion le long des arêtes hélicoïdales 7 suivant lesquelles se raccordent les faces de travail 6. La concavité de ces faces de travail 6, et leur débouché vers la zone 8 de diamètre réduit D2, favorisent en outre un effet d'évent pour l'évacuation de la poussière et des débris du matériau travaillé. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de cet outil de frappe du genre pic qui a été décrite ci-dessus, à titre d'exemple ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation et d'application respectant le même principe. C'est ainsi, notamment, que l'on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention : - En modifiant le nombre des faces concaves et hélicoïdales de la tête de travail, et le nombre correspondant des arêtes 35 hélicoïdales suivant lesquelles se raccordent ces faces ; - En adaptant l'outil de frappe, notamment dans sa partie arrière, pour une utilisation manuelle et non pas avec un matériel électroportatif ou pneumatique. REVENDICATIONS1. Outil de frappe du genre pic, possédant un corps allongé (2) en forme de tige pourvu, à une extrémité, d'une tête de travail (4) avec une série de faces de travail (6) réparties autour de l'axe longitudinal (A) de l'outil et convergeant vers une pointe (5) située sur cet axe, caractérisé en ce que les faces de travail (6), qui convergent vers la pointe (5), sont des faces concaves générées de façon hélicoïdale, suivant l'axe longitudinal (A) de l'outil, ces faces de travail (6) se raccordant suivant des arêtes (7) elles-mêmes d'allure hélicoïdale, qui convergent vers la pointe (5) de l'outil. 2. Outil de frappe du genre pic selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il présente, en arrière de la tête de travail (4) à faces (6) concaves et hélicoïdales, une zone (8) de diamètre réduit (D2) par rapport à la zone de diamètre maximal (Dl) de la tête de travail (4). 3. Outil de frappe du genre pic selon la revendication 2, caractérisé en ce que la transition entre la zone de diamètre maximal (Dl) de la tête de travail (4) et la zone de diamètre réduit (D2), située en arrière de cette tête, est formée par une zone intermédiaire (9) notamment d'allure tronconique, à la surface de laquelle débouchent les faces de travail (6) concaves et hélicoïdales de ladite tête.25