Brevet FR3145500A1 — publié le 20240809

Le module vibratoire (114) comporte : - un boîtier (116) destiné à être fixé à un boîtier (104) de la machine manuelle de coupe (100) ; - un élément vibratoire (118) monté mobile, par rapport au boîtier (116) du module vibratoire (114), en rotation autour d’un axe (A) et en translation le long de cet axe (A), l’élément vibratoire (118) présentant : d’un côté le long de l’axe (A), une ouverture axialement rainurée (120) de réception d’un arbre de sortie (112) axialement rainuré de la machine manuelle de coupe (100), et, d’un autre côté le long de l’axe (A), un organe de fixation d’un dispositif de coupe (126) ; et - un mécanisme de mise en vibration (124) conçu pour donner à l’élément vibratoire (118) un mouvement de va-et-vient le long de l’axe (A) sur l’arbre de sortie (112) de la machine manuelle de coupe (100), lorsque l’élément vibratoire (118) est entraîné en rotation autour de l’axe (A) par l’arbre de sortie (112) de la machine manuelle de coupe (100). Figure pour l’abrégé : Fig. 1 MODULE VIBRATOIRE POUR UNE MACHINE MANUELLE DE COUPE, MACHINE MANUELLE DE COUPE, ET PROCEDE D’AMELIORATION D’UNE MACHINE MANUELLE DE COUPE Domaine technique de l’invention La présente invention concerne un module vibratoire pour une machine manuelle de coupe, une machine manuelle de coupe comportant un tel module vibratoire, et un procédé d’amélioration d’une machine manuelle de coupe. Arrière-plan technologique Le brevet chinois publié sous le numéro CN 10 9079203 B décrit une machine de coupe automatique, c’est-à-dire dont l’avancée du dispositif de coupe est réalisée par un moteur, comportant un module vibratoire (de l’anglais « pecking »). Un tel mouvement vibratoire permet en particulier de mieux fragmenter les copeaux, et donc de les évacuer ou bien de les aspirer de manière plus efficace. Il pourrait être avantageux de pouvoir ajouter un tel mouvement vibratoire sur une machine manuelle de coupe, c’est-à-dire requérant la force de l’opérateur pour effectuer la phase d’usinage. En plus de la fragmentation des copeaux, cela permettrait de rendre plus régulière la vitesse de coupe pendant le perçage, et donc d’améliorer la qualité du perçage afin de diminuer les cascades de perçage nécessaires à la réalisation d’un trou fini. En outre, cela permettrait de diminuer les efforts nécessaires, et donc de diminuer les troubles musculo-squelettiques des opérateurs. Cependant, le module vibratoire décrit dans le brevet CN 10 9079203 B n’est pas compatible avec une machine manuelle de coupe. En effet, ce module vibratoire comporte un élément vibratoire et un mécanisme de mise en vibration conçu pour donner à l’élément vibratoire un mouvement vibratoire de va-et-vient lors de sa rotation. Ce module vibratoire est conçu pour être monté à l’extrémité arrière de l’arbre portant l’outil de coupe, en vissant l’élément vibratoire dans cette extrémité arrière afin de transmette le mouvement vibratoire à l’outil de coupe. Or, dans une machine manuelle de coupe, l’extrémité arrière de l’arbre portant l’outil de coupe est située dans le boîtier, où elle est connectée au moteur de la machine de coupe. L’extrémité arrière n’est donc pas accessible pour y monter le module vibratoire connu du brevet CN 10 9079203 B. Il peut ainsi être souhaité de prévoir un module vibratoire compatible avec une machine manuelle de coupe. Il est donc proposé un module vibratoire pour une machine manuelle de coupe, caractérisé en ce qu’il comporte : un boîtier destiné à être fixé à un boîtier de la machine manuelle de coupe ; un élément vibratoire monté mobile, par rapport au boîtier du module vibratoire, en rotation autour d’un axe et en translation le long de cet axe, l’élément vibratoire présentant : d’un côté le long de l’axe, une ouverture axialement rainurée de réception d’un arbre de sortie axialement rainuré de la machine manuelle de coupe, et d’un autre côté le long de l’axe, un organe de fixation d’un dispositif de coupe ; et un mécanisme de mise en vibration conçu pour donner à l’élément vibratoire un mouvement de va-et-vient le long de l’axe sur l’arbre de sortie de la machine manuelle de coupe, lorsque l’élément vibratoire est entraîné en rotation autour de l’axe par l’arbre de sortie de la machine manuelle de coupe. L’invention peut en outre comporter l’une ou plusieurs des caractéristiques optionnelles suivantes, selon toute combinaison techniquement possible. De façon optionnelle, l’organe de fixation comporte un arbre de sortie fileté conçu pour être vissé dans une ouverture d’entrée filetée du dispositif de coupe. De façon optionnelle également, le boîtier présente un filetage conçu pour se visser dans un filetage complémentaire du boîtier de la machine manuelle de coupe. De façon optionnelle également, le mécanisme de mise en vibration comporte des éléments roulants, tels que des billes, intercalés entre deux surfaces annulaires, transverses par rapport à l’axe, l’une appartenant au boîtier du module vibratoire et l’autre à l’élément vibratoire, au moins l’une de ces surfaces annulaires présentant un relief. De façon optionnelle également, le module vibratoire comporte en outre un roulement à bille intercalé entre le boîtier et l’élément vibratoire. Il est également proposé une machine manuelle de coupe comportant : un corps principal comportant : un boîtier présentant une poignée conçue pour être saisie par un opérateur humain afin de manœuvrer la machine manuelle de coupe, un moteur fixé au boîtier, et un arbre de sortie s’étendant sur un axe et entraîné par le moteur ; et un dispositif de coupe ; caractérisée en ce que l’arbre de sortie est rainuré et en ce qu’elle comporte un module vibratoire selon l’invention. Il est également proposé un procédé d’amélioration d’une machine manuelle de coupe pour obtenir une machine manuelle de coupe selon l’invention, comportant : un remplacement d’un arbre de sortie fileté de la machine manuelle de coupe par un arbre de sortie axialement rainuré ; un montage du module vibratoire sur la machine manuelle de coupe, en fixant les boîtiers l’un à l’autre et en insérant l’arbre de sortie axialement rainuré dans l’ouverture axialement rainurée de l’élément vibratoire ; et une fixation du dispositif de coupe à l’organe de fixation. Brève description des figures L’invention sera mieux comprise à l’aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels : la est une vue en coupe de côté d’un exemple d’une machine manuelle de coupe selon l’invention, la est une vue en coupe de côté d’un module vibratoire de la machine manuelle de coupe de la , la est un schéma bloc d’un procédé d’amélioration d’une machine manuelle de coupe, et la est une vue en coupe de côté de la machine manuelle de coupe avant amélioration. Description détaillée de l’invention En référence à la , un exemple d’une machine manuelle de coupe 100 selon l’invention va à présent être décrit. Cette machine manuelle de coupe 100 est en particulier conçue pour réaliser des opérations de perçage de pièces de structures aéronautiques. La machine manuelle de coupe 100 comporte tout d’abord un corps principal 102. Le corps principal 102 comporte un boîtier 104 présentant une poignée 106 conçue pour être saisie par un opérateur humain afin de manœuvrer la machine manuelle de coupe 100. Le corps principal 102 comporte en outre un moteur 108 fixé au boîtier 104 et présentant un rotor 110 tournant en rotation par rapport au boîtier 104. Le corps principal 102 comporte en outre un arbre de sortie 112 s’étendant sur un axe A et entraîné en rotation autour de cet axe A par le moteur 108, et plus précisément par son rotor 110. Par exemple l’arbre de sortie 112 est fixé au rotor 110. L’arbre de sortie 112 est axialement rainuré. La machine manuelle de coupe 100 comporte en outre un module vibratoire 114 (de l’anglais « pecking »), ajouté par exemple de manière amovible au corps principal 102. Le module vibratoire 114 comporte tout d’abord un boîtier 116 conçu pour être fixé au boîtier 104 du corps principal 102, par exemple par vissage. Dans ce dernier cas, les boîtiers 104, 116 comportent ainsi des filetages complémentaires. Le module vibratoire 114 comporte en outre un élément vibratoire 118 monté mobile, par rapport au boîtier 116, en rotation autour de l’axe A et en translation le long de cet axe A. L’élément vibratoire 118 présente, d’un côté de l’élément vibratoire 118 le long de l’axe A (à gauche de l’élément vibratoire 118 sur la ), une ouverture d’entrée 120 conçue pour recevoir l’arbre de sortie 112 du corps principal 102. Cette ouverture d’entrée 120 s’étend ainsi sur l’axe A et est axialement rainurée. L’élément vibratoire 118 comporte en outre, d’un autre côté de l’élément vibratoire 118 le long de l’axe A (à droite de l’élément vibratoire sur la ), un organe de fixation d’un dispositif de coupe 126 de la machine manuelle de coupe 100. Cette organe comporte par exemple un arbre de sortie 122 s’étendant par exemple le long de l’axe A, et par exemple fileté. Le module vibratoire 114 comporte en outre un mécanisme de mise en vibration 124 conçu pour donner à l’élément vibratoire 118 un mouvement vibratoire de va-et-vient le long de cet axe A, par rapport au boîtier 116, lors de sa rotation autour de l’axe A. Le mouvement vibratoire est généralement très rapide. Le mécanisme de mise en vibration 124 est par exemple conçu pour faire faire au moins un va-et-vient à l’élément vibratoire 118 à chaque rotation de ce dernier autour de l’axe A. Ce va-et-vient le long de l’axe A est de faible amplitude, par exemple d’amplitude inférieure à 0,5 mm, de préférence d’amplitude entre 0,1 mm et 0,2 mm. Le mécanisme de mise en vibration 124 sera décrit plus en détail plus loin, en référence à la . Le dispositif de coupe 126 comporte au moins un outil de coupe 128 tel qu’une mèche, un foret ou bien une fraise. Par exemple, le dispositif de coupe 126 comporte en outre un mandrin 130 auquel l’outil de coupe 128 est fixé, comme dans l’exemple de la . Le dispositif de coupe 126 est conçu pour être fixé à l’élément vibratoire 118 afin de suivre sa rotation et son mouvement de va-et-vient. Par exemple, comme dans l’exemple illustré, le mandrin 130 comporte une ouverture d’entrée 132, qui est filetée afin de recevoir l’arbre de sortie 122 fileté. En référence à la , un exemple de réalisation du module vibratoire 114 va à présent être décrit. Le mécanisme de mise en vibration 124 comporte par exemple des éléments roulants, tels que des billes 202 ou bien des rouleaux, intercalés entre deux surfaces annulaires 204, 206, transverses par rapport à l’axe A, l’une 204 appartenant au boîtier 116 et l’autre 206 à l’élément vibratoire 118. Les éléments roulants sont ainsi conçus pour rouler sur ces surfaces annulaires 204, 206 lorsque l’élément vibratoire 118 est entraîné en rotation par l’arbre de sortie 112. Au moins l’une de ces surfaces annulaires 204, 206 présente alors un relief de sorte que l’élément vibratoire 118 avance puis recule le long de l’axe A, en coulissant sur l’arbre de sortie 112. Le mécanisme de mise en vibration 124 peut en outre comporter un ressort 208 conçu pour repousser l’élément vibratoire 118 axialement, par exemple vers le corps principal 102, pour maintenir les éléments roulants enserrées entre les deux surfaces annulaires 204, 206. Par ailleurs, le module vibratoire 114 comporte de préférence un roulement à bille 210 intercalé entre le boîtier 116 et l’élément vibratoire 118, afin de faciliter la rotation de ce dernier. En référence à la , un procédé d’amélioration d’une machine manuelle de coupe va à présent être décrit. Au cours d’une étape 302, une machine de coupe telle qu’illustrée sur la est obtenue. Cette machine de coupe comporte en particulier un arbre de sortie 402 qui est fileté pour recevoir le dispositif de coupe 126, par exemple l’ouverture d’entrée 132 du mandrin 130, comme dans l’exemple illustré. De retour à la , au cours d’une étape 304, le dispositif de coupe 126 est séparé de l’arbre de sortie 402. Au cours d’une étape 306, l’arbre de sortie 402 fileté est remplacé par l’arbre de sortie 112 axialement rainuré. Au cours d’une étape 308, le module vibratoire 114 est monté sur l’arbre de sortie 112 axialement rainuré. En particulier, les boîtiers 104, 116 sont fixés l’un à l’autre et l’arbre de sortie 112 est inséré dans l’ouverture 120 de l’élément vibratoire 118. Au cours d’une étape 310, le dispositif de coupe 126 est fixé à l’organe de fixation, prévu sur l’élément vibratoire 118. Par exemple, l’ouverture d’entrée 132 du mandrin 130 est vissée sur l’arbre de sortie 122. En conclusion, on notera que l’invention n’est pas limitée aux modes de réalisation décrits précédemment. Il apparaîtra en effet à l'homme de l'art que diverses modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation décrits ci-dessus, à la lumière de l'enseignement qui vient de lui être divulgué. Dans la présentation détaillée de l’invention qui est faite précédemment, les termes utilisés ne doivent pas être interprétés comme limitant l’invention aux modes de réalisation exposés dans la présente description, mais doivent être interprétés pour y inclure tous les équivalents dont la prévision est à la portée de l'homme de l'art en appliquant ses connaissances générales à la mise en œuvre de l'enseignement qui vient de lui être divulgué. Module vibratoire (114) pour une machine manuelle de coupe (100), caractérisé en ce qu’il comporte : un boîtier (116) destiné à être fixé à un boîtier (104) de la machine manuelle de coupe (100) ; un élément vibratoire (118) monté mobile, par rapport au boîtier (116) du module vibratoire (114), en rotation autour d’un axe (A) et en translation le long de cet axe (A), l’élément vibratoire (118) présentant : d’un côté le long de l’axe (A), une ouverture axialement rainurée (120) de réception d’un arbre de sortie (112) axialement rainuré de la machine manuelle de coupe (100), et d’un autre côté le long de l’axe (A), un organe de fixation d’un dispositif de coupe (126) ; et un mécanisme de mise en vibration (124) conçu pour donner à l’élément vibratoire (118) un mouvement de va-et-vient le long de l’axe (A) sur l’arbre de sortie (112) de la machine manuelle de coupe (100), lorsque l’élément vibratoire (118) est entraîné en rotation autour de l’axe (A) par l’arbre de sortie (112) de la machine manuelle de coupe (100). Module vibratoire (114) selon la revendication 1, dans lequel l’organe de fixation comporte un arbre de sortie (122) fileté conçu pour être vissé dans une ouverture d’entrée (132) filetée du dispositif de coupe (126). Module vibratoire (114) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le boîtier (116) présente un filetage conçu pour se visser dans un filetage complémentaire du boîtier (104) de la machine manuelle de coupe (100). Module vibratoire (114) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le mécanisme de mise en vibration (124) comporte des éléments roulants, tels que des billes (202), intercalés entre deux surfaces annulaires (204, 206), transverses par rapport à l’axe (A), l’une (204) appartenant au boîtier (116) du module vibratoire (114) et l’autre (206) à l’élément vibratoire (118), au moins l’une de ces surfaces annulaires (204, 206) présentant un relief. Module vibratoire (114) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, comportant en outre un roulement à bille (210) intercalé entre le boîtier (116) et l’élément vibratoire (118). Machine manuelle de coupe (100) comportant : un corps principal (102) comportant : un boîtier (104) présentant une poignée (106) conçue pour être saisie par un opérateur humain afin de manœuvrer la machine manuelle de coupe (100), un moteur (108) fixé au boîtier (104), et un arbre de sortie (112) s’étendant sur un axe (A) et entraîné par le moteur (108) ; et un dispositif de coupe (126) ; caractérisée en ce que l’arbre de sortie (112) est rainuré et en ce qu’elle comporte un module vibratoire (114) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5. Procédé d’amélioration d’une machine manuelle de coupe pour obtenir une machine manuelle de coupe selon la revendication 6, comportant : un remplacement (306) d’un arbre de sortie (402) fileté de la machine manuelle de coupe (100) par un arbre de sortie (112) axialement rainuré ; un montage (308) du module vibratoire (114) sur la machine manuelle de coupe, en fixant les boîtiers (104, 116) l’un à l’autre et en insérant l’arbre de sortie (112) axialement rainuré dans l’ouverture (120) axialement rainurée de l’élément vibratoire (118) ; et une fixation du dispositif de coupe (126) à l’organe de fixation.