EP0863807A1 - Appareil d'injection d'un liquide dans une piece de bois - Google Patents

Appareil d'injection d'un liquide dans une piece de bois

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EP0863807A1
EP0863807A1 EP96927495A EP96927495A EP0863807A1 EP 0863807 A1 EP0863807 A1 EP 0863807A1 EP 96927495 A EP96927495 A EP 96927495A EP 96927495 A EP96927495 A EP 96927495A EP 0863807 A1 EP0863807 A1 EP 0863807A1
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hollow shaft
drill bit
drill
liquid
piece
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27K—PROCESSES, APPARATUS OR SELECTION OF SUBSTANCES FOR IMPREGNATING, STAINING, DYEING, BLEACHING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS, OR TREATING OF WOOD OR SIMILAR MATERIALS WITH PERMEANT LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CHEMICAL OR PHYSICAL TREATMENT OF CORK, CANE, REED, STRAW OR SIMILAR MATERIALS
    • B27K3/00—Impregnating wood, e.g. impregnation pretreatment, for example puncturing; Wood impregnation aids not directly involved in the impregnation process
    • B27K3/02—Processes; Apparatus
    • B27K3/08—Impregnating by pressure, e.g. vacuum impregnation
    • B27K3/10—Apparatus
    • B27K3/105—Injection apparatus
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C17/00—Hand tools or apparatus using hand held tools, for applying liquids or other fluent materials to, for spreading applied liquids or other fluent materials on, or for partially removing applied liquids or other fluent materials from, surfaces
    • B05C17/005—Hand tools or apparatus using hand held tools, for applying liquids or other fluent materials to, for spreading applied liquids or other fluent materials on, or for partially removing applied liquids or other fluent materials from, surfaces for discharging material from a reservoir or container located in or on the hand tool through an outlet orifice by pressure without using surface contacting members like pads or brushes
    • B05C17/00503—Details of the outlet element
    • B05C17/00516—Shape or geometry of the outlet orifice or the outlet element

Definitions

  • the subject of the present invention is an apparatus for injecting a liquid under pressure into a piece of wood, comprising a drill with a drill bit, and a supply device allowing the liquid to penetrate into the wall of a drilled hole. by the said wick, while the latter is engaged in the hole.
  • a drill which can be a hand drill or carried by a mobile support, is equipped with a drill bit which has a channel along its axis.
  • a connection system generally placed in front of the drill chuck, allows a pressurized liquid, for example a disinfectant or a protection liquid against wood parasites, to penetrate and flow into the central channel of the drill bit. .
  • a pressurized liquid for example a disinfectant or a protection liquid against wood parasites
  • the object of the present invention is to remedy these drawbacks by proposing an injection device which uses conventional wicks and the sealing of which is perfectly ensured.
  • the invention relates to an apparatus for injecting a liquid under pressure into a piece of wood, comprising a drill with a drill bit, and a supply device making it possible to make the liquid penetrate into the wall of a hole drilled by said drill bit, while the latter is engaged in the hole, characterized in that the feed device comprises, adjusted on the drill bit, a hollow shaft, one end of which is fixed to the mandrel of the drill, and which carries a fixed connector connected to a liquid supply source, and a sealing cone fixed to the other end of the hollow shaft, this sealing cone being shaped so that its end opposite the hollow shaft s press on the piece of wood at the entrance of the hole at the time of injection, the liquid passing through channels passing through the hollow shaft, and through the wick's propeller, to reach the wall of the hole.
  • the hollow shaft is fixed to a clamping part forming part of the drill chuck, a clamp comprising a piece of elastic material being engaged on the drill bit and in the clamping piece of in order to ensure the attachment of the drill bit to the mandrel, the sealing of the rear part can be ensured by an O'ring seal.
  • the connector can be mounted on the hollow shaft by rolling bearings and have a connected inlet duct to a liquid supply pipe, and an annular chamber surrounding the part of the hollow shaft which is provided with supply passages, this chamber being sealed by annular seals.
  • the device may include a set of hollow shafts adapted to different wick diameters and attaching to the same clamping piece, each shaft being provided with its connector, and a multiple set of clamping cones adapted to the different wick diameters and having different lengths for each diameter.
  • FIG. 1 is a view in longitudinal section along the axis of the drill chuck also illustrating the feed device
  • Figures 2 and 3 are views respectively in elevation and in section, on a larger scale, of an example of clamping means in the form of an elastic clamp.
  • FIG. 1 the mandrel 1 of a drill, which can be a portable drill, hand, or a drill mounted on a fixed or mobile support, guided on this support for example by a system of slides.
  • the coupling sleeve 3, engaged on a protruding stud 2 of the mandrel, has an external thread on which a clamping piece 4 is screwed, intended to tighten and center a clamp for fixing a drill bit 5.
  • a clamping piece 4 is screwed, intended to tighten and center a clamp for fixing a drill bit 5.
  • the clamping part 4 has an internal bearing 6, bored to the diameter of an external bearing of the coupling part 3, a conical part 7 extending in front of the bore 6, and an end part 8 cylindrical, tapped vs bored so as to receive the rear end of a hollow shaft 9 which constitutes the central part of the device described.
  • This hollow shaft will preferably be made of hardened steel. It has between the thread which connects it to the clamping piece 4 and another thread 10 situated at its front end, a cylindrical surface 11 machined with precision so as to receive rolling bearings 12 schematically represented in FIG. 1.
  • the the bore of the hollow shaft 9 has a rear part 13a adjusted to slip relative to the diameter of the cylindrical part of the wick 5 and a front part 13b of a slightly larger diameter. This part 13b extends to the end of the shaft 9, which has, as already mentioned, the thread 10.
  • the thread 10 is used for fixing a sealing cone 14, the internal diameter of which is equal to that of the bore 13a and therefore tightly surrounds the drill bit 5.
  • the length of the part 14 can vary as required.
  • a plurality of cones 14 of different lengths can be provided for each wick diameter.
  • the cone 14 can be made of steel, plastic or any other material. However, it is preferable to choose a material allowing the realization of a reusable cone rather than disposable after a single use.
  • the device for feeding the device described is completed by the connector 15 which consists of two bearing support discs 16 and an intermediate sleeve 17 engaged on prominent parts of the supports 16.
  • the discs 16 are screwed into the sleeve intermediate 17 by means of screws 18.
  • a radial duct 19 connects the sleeve 17 to a supply pipe (not shown). It opens into an annular chamber 20 which surrounds the shaft 9 at the location of its radial holes. Seals 21 and 22 are provided between the parts 16 and 17 on the one hand, 16 and 9 on the other hand.
  • the great advantage of the arrangement described is that it allows the use, for injection, of a standard drill bit, the diameter and length of the helical part of which can be chosen as desired.
  • This wick is engaged in the sealing cone 14 and in the hollow shaft 9, its rear end being fixed to the mandrel 1 by the clamp shown in Figures 2 and 3 or by any other suitable clamping means.
  • This clamp is a part 24 of generally frustoconical shape whose external dimensions correspond to the internal dimensions of the frustoconical part 7 of the clamping part 4. It can have three metal parts 25 which form the clamping elements of the clamp. These parts are positioned so as to form a central passage 26 with a diameter adjusted to that of the wick 5. These metal parts are held by clamping in their position by the intermediate parts 27 made of elastic material, for example a relatively hard elastomer. or with springs.
  • the piece 24 By clamping the piece 4 against the coupling piece 3, the piece 24 is compressed in the frustoconical space located in front of the coupling 3, which ensures the drive of the drill bit in rotation, as would a conventional clamp formed three jaws (chuck), the sealing of the rear part being ensured by an O 'ring seal 23 positioned in the groove of the part 3.

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Description

Appareil d'injection d'un liquide dans une pièce de bois
La présente invention a pour objet un appareil d'injection d'un liquide sous pression dans une pièce de bois, comprenant une perceuse avec une mèche, et un dispositif d'alimentation permettant de faire pénétrer le liquide dans la paroi d'un trou foré par la dite mèche, alors que cette dernière est engagée dans le trou.
Des appareils de ce genre sont déjà connus notamment par la publication de la demande de brevet français no 2 590 831, par la publication européenne no 0187124, ainsi que par le brevet américain no 4,048,353. Dans chaque cas une perceuse, qui peut être une perceuse à main ou portée par un support mobile, est équipée d'une mèche qui présente un canal selon son axe. Un système de raccordement, généralement placé en avant du mandrin de la perceuse, permet de faire pénétrer et s'écouler un liquide sous pression, par exemple un désinfectant ou un liquide de protection contre les parasites du bois, dans le canal central de la mèche. Ainsi les opérations de forage d'un trou borgne et d'injection du liquide peuvent être effectuées avec le même matériel, sans qu'il soit nécessaire de retirer la mèche pour effectuer 1 ' injection.
Cependant les appareils connus, permettant d'effectuer ces opérations, ont l'inconvénient de nécessiter des mèches spéciales, pourvues du canal central déjà mentionné. Elles sont de plus conformées dans certains cas avec une forme d'hélice différente des filets usuels des mèches de perçage. Ces mèches sont plus fragiles que les mèches usuelles; du fait de leur conformation spéciales elles doivent être approvisionnées par des canaux commerciaux non usuels, et de ce fait le choix des diamètres et longueurs de mèches les mieux adaptés aux travaux à effectuer est souvent restreint par rapport à ce qu'il pourrait être si des mèches usuelles telles qu'on les trouve normalement dans le commerce pouvaient être utilisées. D'autre part, l'appareil décrit dans le brevet américain no 4,048,353 ne permet pas d'effectuer des perçages obliques par rapport à la surface du bois. Enfin on a aussi constaté qu'avec les appareils connus, mentionnés plus haut, l'étanchéité des canaux d'injection vers l'extérieur n'était pas toujours suffisamment bien assurée lorsque les pressions d'injection étaient très élevées.
Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients en proposant un appareil d'injection qui utilise des mèches usuelles et dont l'étanchéité est parfaitement assurée .
A cet effet, l'invention concerne un appareil d'injection d'un liquide sous pression dans une pièce de bois, comprenant une perceuse avec une mèche, et un dispositif d'alimentation permettant de faire pénétrer le liquide dans la paroi d'un trou foré par la dite mèche, alors que cette dernière est engagée dans le trou, caractérisé en ce que le dispositif d'alimentation comprend, ajustés sur la mèche, un arbre creux dont une extrémité est fixée au mandrin de la perceuse, et qui porte un raccord fixe relié à une source d'alimentation en liquide, et un cône d'étanchéité fixé à l'autre extrémité de l'arbre creux, ce cône d'étanchéité étant conformé de manière que son extrémité opposée à l'arbre creux s'appuie sur la pièce de bois à l'entrée du trou au moment de l'injection, le liquide passant dans des canaux traversant l'arbre creux, et dans l'hélice de la mèche, pour atteindre la paroi du trou.
Selon un mode d'exécution de l'appareil, l'arbre creux est fixé à une pièce de serrage faisant partie du mandrin de la perceuse, une pince comportant une pièce de matière élastique étant engagée sur la mèche et dans la pièce de serrage de façon à assurer la fixation de la mèche au mandrin, l'étanchéité de la partie arrière pouvant être assurée par un joint O'ring.
Le raccord peut être monté sur l'arbre creux par des paliers à roulement et comporter un conduit d'entrée raccordé à une tubulure d'amenée du liquide, et une chambre annulaire entourant la partie de l'arbre creux qui est pourvue des passages d'alimentation, cette chambre étant rendue étanche par des joints annulaires.
L'appareil peut comporter un jeu d'arbres creux adaptés à différents diamètres de mèches et se fixant à une même pièce de serrage, chaque arbre étant pourvu de son raccord, et un jeu multiple de cônes de serrage adaptés aux différents diamètres de mèches et ayant différentes longueurs pour chaque diamètre.
On va décrire ci-après, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention en se référant au dessin annexé dont:
la figure 1 est une vue en coupe longitudinale selon l'axe du mandrin de la perceuse illustrant également le dispositif d'alimentation, et
les figures 2 et 3 sont des vues respectivement en élévation et en coupe, à plus grande échelle, d'un exemple de moyen de serrage sous la forme d'une pince élastique.
On a représenté à la figure 1 le mandrin 1 d'une perceuse, qui peut être une perceuse portative, à main, ou une perceuse montée sur un support fixe ou mobile, guidée sur ce support par exemple par un système de coulisses. Le manchon d'accouplement 3, engagé sur un téton saillant 2 du mandrin, présente un filetage externe sur lequel se visse une pièce de serrage 4, destinée à serrer et centrer une pince de fixation d'une mèche 5. On reviendra plus loin sur cette pince, non représentée à la figure 1.
La pièce de serrage 4 présente une portée intérieure 6, alésée au diamètre d'une portée extérieure de la pièce d'accouplement 3, une partie conique 7 s'étendant en avant de l'alésage 6, et une partie extrême 8 cylindrique, taraudée c alésée de manière à recevoir l'extrémité arrière d'un arbre creux 9 qui constitue la pièce centrale du dispositif décrit.
Cet arbre creux sera de préférence en acier trempé. Il présente entre le filetage qui le relie à la pièce de serrage 4 et un autre filetage 10 situé à son extrémité avant, une portée cylindrique 11 usinée avec précision de manière à recevoir des paliers à roulement 12 schématiquement représentés à la figure 1. L'alésage de l'arbre creux 9 présente une partie arrière 13a ajustée à glissement par rapport au diamètre de la partie cylindrique de la mèche 5 et une partie antérieure 13b d'un diamètre légèrement plus élevé. Cette partie 13b s'étend jusqu'à l'extrémité de l'arbre 9, qui présente comme on l'a déjà mentionné le filetage 10.
Le filetage 10 sert à la fixation d'un cône d'étanchéité 14, dont le diamètre interne est égal à celui de l'alésage 13a et par conséquent entoure étroitement la mèche 5. La longueur de la pièce 14 peut varier selon les besoins. On peut prévoir pour chaque diamètre de mèche une pluralité de cônes 14 de différentes longueurs. Le cône 14 peut être réalisé en acier, en matière plastique ou en tout autre matière. On choisira cependant de préférence une matière permettant la réalisation d'un cône réutilisable plutôt que jetable après un seul usage.
Le dispositif d'alimentation de l'appareil décrit est complété par le raccord 15 qui se compose de deux disques supports de roulement 16 et d'un manchon intermédiaire 17 engagé sur des parties proéminentes des supports 16. Les disques 16 sont vissés dans le manchon intermédiaire 17 au moyen de vis 18. Un conduit radial 19 relie le manchon 17 à une tubulure d'alimentation (non représentée) . Il débouche dans une chambre annulaire 20 qui entoure l'arbre 9 à l'emplacement de ses perçages radiaux. Des joints d'étanchéité 21 et 22 sont prévus entre les pièces 16 et 17 d'une part, 16 et 9 d'autre part. Le grand avantage de l'agencement décrit est qu'il permet d'utiliser, pour l'injection, une mèche standard, dont le diamètre et la longueur de la partie en hélice peuvent être choisis à volonté. Cette mèche est engagée dans le cône d'étanchéité 14 et dans l'arbre creux 9, son extrémité arrière étant fixée au mandrin 1 par la pince représentée aux figures 2 et 3 ou par tout autre moyen de serrage adéquat.
Cette pince est une pièce 24 de forme générale tronconique dont les dimensions extérieures correspondent aux dimensions internes de la partie tronconique 7 de la pièce de serrage 4. Elle peut présenter trois parties métalliques 25 qui forment les éléments de serrage de la pince. Ces parties sont positionnées de manière à former un passage central 26 d'un diamètre ajusté à celui de la mèche 5. Ces parties métalliques sont maintenues par serrage dans leur position par les pièces intermédiaires 27 réalisées en matière élastique, par exemple un élastomère relativement dur ou comportant des ressorts. Par serrage de la pièce 4 contre la pièce d'accouplement 3, la pièce 24 est comprimée dans l'espace tronconique situé devant l'accouplement 3, ce qui assure l'entraînement de la mèche en rotation, comme le ferait une pince usuelle formée de trois mors (chuck) , l'étanchéité de la partie arrière étant assurée par un joint O' ring 23 positionné dans la gorge de la pièce 3.
Même aux pressions les plus élevées, il n'y a aucun effet de poussée axiale sur la mèche. Le liquide arrive dans la chambre 20 par le conduit 19, s'écoule dans la partie 13b de l'alésage de l'arbre creux 9 par les conduits radiaux de cette pièce, et pénètre dans les canaux hélicoïdaux de l'hélice de la mèche 5. Il est maintenu dans ces canaux par le cône d'étanchéité 14 que l'on fait pénétrer dans le trou sur une distance qui peut varier entre 1 et 10 mm. Il suffit en fait que l'extrémité du cône 14 soit appuyée contre l'entrée du trou foré avec la mèche 5 pour que le liquide pénètre dans le trou et soit pressé dans les pores du bois, le long de ce trou.

Claims

Revendications
1. Appareil d'injection d'un liquide sous pression dans une pièce de bois, comprenant une perceuse avec une mèche, et un dispositif d'alimentation permettant de faire pénétrer le liquide dans la paroi d'un trou foré par la dite mèche, alors que cette dernière est engagée dans le trou, caractérisé en ce que le dispositif d'alimentation comprend, ajustés sur la mèche (5) , un arbre creux (9) dont une extrémité est fixée au mandrin (1) de la perceuse, et qui porte un raccord fixe (15) relié à une source d'alimentation en liquide, et un cône d'étanchéité (14) fixé à l'autre extrémité de l'arbre creux, ce cône d'étanchéité étant conformé de manière que son extrémité opposée à l'arbre creux s'appuie sur la pièce de bois à l'entrée du trou au moment de l'injection, le liquide passant dans des canaux traversant l'arbre creux, et dans l'hélice de la mèche, pour atteindre la paroi du trou.
2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'arbre creux est fixé à une pièce de serrage (4) faisant partie du mandrin de la perceuse, et en ce que qu'une pince
(24) comportant une pièce de matière élastique engagée sur la mèche et dans la pièce de serrage assure la fixation de la mèche au mandrin.
3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'étanchéité de la partie arrière est assurée par un joint O'ring (23) .
4. Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le raccord (15) est monté sur l'arbre creux (9) par des paliers à roulement (12) et comporte un conduit d'entrée (19) raccordé à une tubulure d'amenée du liquide, et une chambre annulaire (20) entourant la partie de l'arbre creux qui est pourvue des passages d'alimentation, cette chambre étant rendue étanche par des joints annulaires (21, 22) .
5. Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'arbre creux et le cône d'étanchéité sont en acier trempé.
6. Appareil selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'arbre creux est en acier trempé et le cône d'étanchéité en matière plastique.
7. Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un jeu d'arbres creux adaptés à différents diamètres de mèches et se fixant à une même pièce de serrage, chaque arbre étant pourvu de son raccord, et un jeu multiple de cônes de serrage adaptés aux différents diamètres de mèches et ayant différentes longueurs pour chaque diamètre.
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