[0001] La présente invention concerne un outil de frappe appelé usuellement « pic », pouvant
être utilisé manuellement ou avec un matériel électroportatif ou pneumatique engendrant
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.
[0002] Actuellement, les outils de frappe du genre pic présentent en général 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, peuvent
être ici mentionnés les documents de brevets
DE 10133948,
WO 2009/043617,
DE 19914522,
DE 20 2004 012846 U et
WO 01 /36163.
[0003] 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.
[0004] 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, les
faces de travail étant 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.
[0005] 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.
[0006] 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.
[0007] 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 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 les unes aux autres suivant des arêtes elles-mêmes
d'allure hélicoïdale, qui convergent vers la pointe de l'outil.
[0008] 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.
[0009] 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.
Il est à noter que ces faces de travail se raccordent entre elles directement et suivant
des arêtes qui sont de simples lignes et non pas des surfaces coniques, ce qui contribue
aussi à limiter les zones de contact avec le matériau travaillé et les risques de
blocage qui en résulteraient
[0010] 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.
[0011] 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.
[0012] L'invention sera 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.
[0013] L'outil de frappe appelé « pic », représenté au dessin, possède un corps allongé
2 en forme de tige cylindrique, définissant un axe longitudinal A.
[0014] 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.
[0015] 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.
[0016] 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.
[0017] 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 ces faces de travail 6 se raccordent directement les unes aux
autres, sont elles-mêmes d'allure hélicoïdale comme le montrent en particulier les
figures 3 et 4.
[0018] En se référant plus particulièrement à la figure 3, la tête de travail 4 possède
un diamètre maximal D1, 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 D1 de la tête. La transition
entre la zone de diamètre maximal D1 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.
[0019] 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.
[0020] En cours d'utilisation de cet outil de frappe, les faces de travail 6 concaves et
hélicoïdales et les arêtes hélicoïdales 7 de raccordement de ces faces 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.
[0021] On ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention, telle que définie dans les revendications
annexées :
- En modifiant le nombre des faces concaves et hélicoïdales de la tête de travail, et
le nombre correspondant des arêtes 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.
1. 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 les unes aux autres 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 (D1)
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 (D1) 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.