EP2032321A1 - Dispositif et méhode de perçage de produits en caoutchouc - Google Patents

Dispositif et méhode de perçage de produits en caoutchouc

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Publication number
EP2032321A1
EP2032321A1 EP07729036A EP07729036A EP2032321A1 EP 2032321 A1 EP2032321 A1 EP 2032321A1 EP 07729036 A EP07729036 A EP 07729036A EP 07729036 A EP07729036 A EP 07729036A EP 2032321 A1 EP2032321 A1 EP 2032321A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
punch
drilling
tube
head
cutting edge
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP07729036A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Alain Soulalioux
Nicolas Jeannoutot
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Michelin Recherche et Technique SA Switzerland
Societe de Technologie Michelin SAS
Original Assignee
Michelin Recherche et Technique SA Switzerland
Societe de Technologie Michelin SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Michelin Recherche et Technique SA Switzerland, Societe de Technologie Michelin SAS filed Critical Michelin Recherche et Technique SA Switzerland
Publication of EP2032321A1 publication Critical patent/EP2032321A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26F—PERFORATING; PUNCHING; CUTTING-OUT; STAMPING-OUT; SEVERING BY MEANS OTHER THAN CUTTING
    • B26F1/00—Perforating; Punching; Cutting-out; Stamping-out; Apparatus therefor
    • B26F1/16—Perforating by tool or tools of the drill type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26F—PERFORATING; PUNCHING; CUTTING-OUT; STAMPING-OUT; SEVERING BY MEANS OTHER THAN CUTTING
    • B26F1/00—Perforating; Punching; Cutting-out; Stamping-out; Apparatus therefor
    • B26F1/0084—Perforating; Punching; Cutting-out; Stamping-out; Apparatus therefor specially adapted for perforating rubber
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D7/00—Details of apparatus for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
    • B26D7/08—Means for treating work or cutting member to facilitate cutting
    • B26D7/088—Means for treating work or cutting member to facilitate cutting by cleaning or lubricating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
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    • B26D7/00—Details of apparatus for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
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    • Y10T408/89—Tool or Tool with support
    • Y10T408/895—Having axial, core-receiving central portion

Definitions

  • the invention relates to a device and a method of drilling rubber products. More particularly, the invention relates to a punch for producing through holes in a vulcanized rubber material.
  • a known solution is to use a rotary punch consisting of a steel head consisting of a cylindrical bar with circular section whose upper part allows to fix the carry rotating piece so that it can be rotated, for example in the jaw of a drill.
  • the lower part of the head is extended by a cylindrical hollow tube of circular section, the lower end is sharpened according to a cutting edge disposed in a plane perpendicular to the longitudinal axis of rotation of the tool.
  • a first improvement made to this rotary cutter is to bevel the lower part of the head, and to make a notch in the tube, so as to facilitate the evacuation of the material removed by the work of the tool and commonly referred to as a carrot.
  • Another improvement, described in the publication FR 2,483,844, is to practice on the outer face of the tube helical grooves, the bottom has through holes communicating the outer face of the tube with its inner face. This device makes it possible to circulate a lubricating fluid along the outer and inner faces of the tube in order to reduce the heating of the tool during the drilling operation.
  • a hole of small diameter and of great length is understood to mean a hole in which the ratio of the length to the diameter is greater than 20.
  • the object of the invention is to provide a solution to this problem of drilling holes of small diameter and length in a rubber material. In order to do this, it has been demonstrated experimentally that it is possible to make such holes, provided that the shape and dimensions of the punch are accurately determined and used in well-defined conditions.
  • the rotary punch according to the invention comprises a cylindrical head of circular section, whose free end is adapted to be gripped by means for driving said rotary punch, and a cylindrical tube of circular section, secured to the lower end of the head whose ratio between the length and the diameter is between 20 and 40.
  • This punch is characterized in that the tube ends with a cutting edge formed by a bevel of the outer wall of the tube and in that said wall has a thickness e less than or equal to -JD / 3 where D is the value of the inside diameter of the cylindrical tube.
  • the shape of the bevel forming the cutting edge makes it possible to produce a core whose diameter is at most equal to the internal diameter of the cylindrical tube. As will be seen later, this feature is first-order if it is desired to avoid inadvertent heating of the core during drilling and if it is desired to extract said core from the inside of the tube when the drilling is completed.
  • the drilling method according to the invention which implements a rotary punch as described above, is characterized in that the ratio between the speed of the advance of the punch in the axial direction and the circumferential speed at the cutting edge is between 0.02 and 0.2 and preferably between 0.03 and 0.15; the circumferential speed at the cutting edge is easily deduced from the value of the radius and the rotational speed of the rotary punch.
  • this speed ratio is significant of the compression of the material by the cutting edge.
  • the advance of the punch has the effect of compressing the material under the cutting edge. In doing so, the material located above said cutting edge is extended. This has the effect of reducing the diameter of the core at the time of cutting, which allows to obtain a core whose diameter is very slightly less than the internal diameter of the cylindrical tube. This results in a reduction in the friction of the core on the inner surface of the cylindrical tube and greater ease in extracting said core when the drilling is completed.
  • FIG. 1 shows a schematic view of a punch according to the invention
  • FIG. 2 represents a detail view of the cutting edge when the punch is implemented according to the method according to the invention
  • FIG. 3 is a diagrammatic view of a punch according to the invention and the lockets 2 a and 2b show different embodiments of the cutting edge
  • Figures 4 and 5 show schematic views of a tire having substantially axial perforations, opening into the carving elements located in the shoulder area.
  • Figure 1 shows a sectional view of a punch according to the invention in which there is a head 10 secured to a hollow tube 20 whose end The ratio of the length (L) of the tube to the inside diameter (D) of said tube is between 20 and 40.
  • the thickness (e) of the hollow tube 21 is less than y / D / 3.
  • the bevel 22 of the ridge is made from the outside of the tube towards the inside of the tube so that the diameter of the cutting edge is equal to the inside diameter of the hollow tube.
  • the diameter of the holes to be made, and consequently the diameter (D) of the interior of the punch may vary from 1 mm to 10 mm or even beyond in the case of very large tires.
  • the length of the channels varies from 20mm to 400mm and the maximum thickness (e) of the tube wall for which acceptable results have been obtained varies from 0.5 mm to 1.8 mm
  • Figure 2 makes it possible to highlight what happens when the rotary punch is used according to the claimed method.
  • the lower the thickness of the wall of the tube the less the effects exerted on the wall of the tube are important, and the less friction between the outer wall and the material are high. It has been demonstrated that it is possible to obtain good results when said wall has a lower thickness (e) less than or equal to 1 mm, considering that, if it may be desired to reduce this thickness, it runs up against limits imposed by the mechanical strength of the punch.
  • the cutting edge compresses the part of the material (a) which has not been cut and located below said sharp edge. This has the effect of extending the portion (b) of the material that has not yet been sliced and located immediately above the portion (a). This results in a compression in the direction perpendicular to the axis of the punch of the portion (b) of the material located inside the tube, which causes a decrease in the diameter of the core just before cutting .
  • the transverse stress is released, and the core remains at a diameter (d) slightly smaller than the inside diameter (D) of the tube. It follows that the friction between the core and the inner part of the hollow tube 20 are reduced and that on the other hand the extraction of the core C at the end of the cycle is greatly facilitated.
  • the punch according to the invention shown in Figure 3, comprises a cylindrical head 10 circular section.
  • the free end 11 can be grasped by a means capable of driving it in rotation, such as, for example, the jaw of a drill or a chuck of a tool to be machined, in which the punch may be held by tightening or screwing.
  • a duct 13 runs from the outside of the head of the punch and opens out inside the tube at the lower end 12 of the head 10.
  • the supply of pressurized fluid is through the channel 13 using known means, such as a rotary joint ring, placed directly on the head of the punch at the inlet of the channel 13 or by an intermediate piece placed at the drive jaw.
  • the fluid used may be liquid or gaseous.
  • the injection of pressurized air has the advantage of ease of operation, and although the injection of pressurized water may be more difficult, the use of this fluid has the advantage of allowing lubricate the inner wall of the punch and remove the calories for the next drilling sequence.
  • a particularly advantageous solution is to inject air containing microdroplets of lubricating liquid in order to promote the sliding of the walls of the tool on the rubber.
  • the lubricant may be water containing silicone in suspension.
  • control of the various sequences of the drilling method can be achieved using known means in which it is possible to program the animation sequences of the drilling spindle with respect to the material to be pierced.
  • the cutting edge 21 may have a rectilinear shape, substantially located in a plane perpendicular to the axis of rotation of the punch or, as shown on the medallions 3a and 3b, a sawtooth shape or a corrugated shape so as to improve the quality and efficiency of the cut.
  • a sawtooth shape is particularly advantageous for promoting the cutting of the material when the tool is close to the wall of the other end of the volume of material to be pierced.
  • Figures 4 and 5 show a tire P in which holes B have been drilled substantially axially in the tread elements of the tread at the shoulder area.
  • These punches are arranged on a common frame and are arranged so that the axes of rotation are substantially oriented in the axial direction, and that the cutting edges are arranged on a circle located in a plane perpendicular to the axes of rotation. rotation.
  • the axes of the punch may have a small angular difference with the axial direction of the tire, to take into account the transverse curvature of the sculpture.
  • the radius of the circle is adapted to the dimensions of the tire and the drilling radius and can be adjustable if necessary, with the adaptation of the mechanics and control automations.
  • the tool comprising the punch is axially facing the shoulders of the tire and the holes are made in a single pass according to the procedure described above.
  • the number of punch arranged in this way corresponds in principle to the number of holes B to achieve. If, however, the number of holes to be made is large or if the size of the punch does not allow to have a number of punch corresponding to the number of holes, it is possible to use a number of punches corresponding to an entire fraction of the number of holes to be made.

Landscapes

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Abstract

Emporte-pièce rotatif (T) comprenant une tête cylindrique (10) à section circulaire dont l'extrémité libre (11) est susceptible d'être saisie par un moyen apte à entraîner ledit emporte-pièce en rotation, un tube cylindrique (20) de section circulaire, solidaire de l'extrémité intérieure (12) de la tête (10), et se terminant par une arête tranchante (21), caractérisé en ce que la tête (10) de l'emporte-pièce comporte au moins un conduit (13) permettant d'amener un fluide sous pression à l'intérieur du tube (20) au niveau de l'extrémité intérieure (12) de la tête (10). L'arête tranchante es formée par un biseautage (22) de la paroi extérieure du tube cylindrique. Le rapport entre la longueur (L) et le diamètre (D) est compris entre 20 et 40 et ladite paroi a une épaisseur (e) inférieure ou égale à vD/3 où D représente le diamètre intérieur du tube cylindrique.

Description

DISPOSITIF ET METHODE DE PERÇAGE DE PRODUITS EN CAOUTCHOUC
[001] L'invention concerne un dispositif et une méthode de perçage de produits en caoutchouc. Plus particulièrement l'invention concerne un emporte-pièce destiné à réaliser des trous débouchant, dans une matière caoutchoutique vulcanisée.
[002] Le problème se pose pour la réalisation de trous dont la longueur par rapport au diamètre est relativement grande, et lorsque l'on désire réaliser un perçage traversant de part en part une épaisseur donnée de caoutchouc.
[003] Cette situation se produit, par exemple, lorsque l'on souhaite réaliser une pluralité de trous, dans une direction généralement axiale, dans les éléments de la sculpture d'un pneumatique, dans le but de conférer audit pneumatique des propriétés particulières dans la zone de la bande de roulement, comme cela est illustré sur les figures 3 et 4. Ces autres trous permettent entre autre d'améliorer l'adhérence des pains de gomme en fin d'usure comme cela a été exposé à titre d'exemple dans la publication WO 2003 097384.
[004] Une solution connue, telle qu'illustrée à la figure 1, consiste à utiliser un emporte- pièce rotatif composé d'une tête en acier constituée d'un barreau cylindrique à section circulaire dont la partie supérieure permet de fixer l'emporte-pièce rotatif de façon qu'il puisse être entraîné en rotation, par exemple dans le mors d'une perceuse.
[005] La partie inférieure de la tête se prolonge par un tube creux cylindrique de section circulaire, dont l'extrémité inférieure est affûtée suivant un tranchant disposé dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal de rotation de l'outil.
[006] Une première amélioration apportée à cet emporte-pièce rotatif consiste à tailler en biseau la partie inférieure de la tête, et à pratiquer une échancrure dans le tube, de manière à faciliter l'évacuation de la matière enlevée par le travail de l'outil et communément désignée sous le nom de carotte. [007] Une autre amélioration, décrite dans la publication FR 2 483 844, consiste à pratiquer sur la face externe du tube des rainures hélicoïdales, dont le fond présente des trous traversant faisant communiquer la face externe du tube avec sa face interne. Ce dispositif permet de faire circuler un fluide de lubrification le long des faces externes et internes du tube afin de réduire les échauffements de l'outil pendant l'opération de perçage.
[008] Toutefois, l'utilisation de ces types d'emporte-pièce, s'avère mal adaptée pour la réalisation de trous débouchant, traversant de part en part une épaisseur donnée de matière en caoutchouc. En particulier, lorsque l'on désire effectuer des trous de faible diamètre sur une grande longueur. On entend par trou de faible diamètre et de grande longueur un trou dans lequel le rapport de la longueur sur le diamètre est supérieur à 20.
[009] En effet, dans ces conditions d'utilisation particulières, on observe que sous l'effet des contraintes élastiques, la carotte formée par la découpe se bloque à l'intérieur du tube de l'emporte pièce d'une part, et que la paroi externe de l'emporte pièce est soumise à de forte contraintes du fait de la matière qui l'enserre d'autre part. Ces deux phénomènes entraînent un échauffement anormal du matériau, ce qui peut conduire à la dégradation des interfaces par distillation et au blocage de l'emporte pièce dans le trou de perçage voire à la rupture de l'emporte pièce lui-même.
[010] L'objet de l'invention est d'apporter une solution à ce problème de perçage de trous de faible diamètre et de grande longueur dans un matériau caoutchoutique. Pour ce faire, il a été mis en évidence de manière expérimentale, qu'il était possible de réaliser de tels perçages, sous réserve de déterminer de manière précise la forme et les dimensions de l'emporte pièce et d'utiliser cet outillage dans des conditions bien déterminées.
[011] L'emporte-pièce rotatif selon l'invention comprend une tête cylindrique de section circulaire, dont l'extrémité libre est apte à être saisie par un moyen destiné à entraîner ledit emporte-pièce en rotation, et d'un tube cylindrique de section circulaire, solidaire de l'extrémité inférieure de la tête dont le rapport entre la longueur et le diamètre est compris entre 20 et 40. Cet emporte pièce se caractérise en ce que le tube se termine par une arête tranchante formée par un biseautage de la paroi extérieur du tube et en ce que ladite paroi a une épaisseur e inférieure ou égale à -JD/3 OÙ D est la valeur du diamètre intérieur du tube cylindrique. [012] La forme du biseau formant l'arête tranchante permet de réaliser une carotte dont le diamètre est au plus égal au diamètre intérieur du tube cylindrique. Comme on le verra par la suite, cette caractéristique s'avère de premier ordre si on désire éviter un échauffement intempestif de la carotte pendant le perçage et si on veut pouvoir extraire ladite carotte de l'intérieur du tube lorsque le perçage est terminé.
[013] D'autre part, on cherchera à avoir une épaisseur de la paroi du tube la plus faible possible de manière à ce que la pression exercée par le matériau sur la paroi externe du tube soit aussi réduite que possible. On observe en effet que plus l'épaisseur de la paroi du tube est élevée, plus il est nécessaire de comprimer le matériau pour permettre la progression de l'emporte pièce dans l'épaisseur du matériau à percer. Cette compression est la source d'un frottement intense qui entraîne également réchauffement du matériau.
[014] La méthode de perçage selon l'invention, qui met en œuvre un emporte pièce rotatif tel que décrit ci-dessus, se caractérise en ce que le rapport entre la vitesse de l'avance de l'emporte pièce dans la direction axiale et la vitesse circonférentielle au niveau de l'arête tranchante est compris entre 0,02 et 0,2 et préférentiellement entre 0,03 et 0,15 ; la vitesse circonférentielle au niveau de l'arête tranchante se déduisant aisément de la valeur du rayon et de la vitesse de rotation de l'emporte pièce rotatif.
[015] On observe en effet que ce rapport de vitesse est significatif de la mise en compression du matériau par l'arête tranchante. L'avance de l'emporte pièce a pour effet de comprimer le matériau situé sous l'arête tranchante. En ce faisant on met en extension le matériau situé au dessus de ladite arête tranchante. Ceci a pour effet de réduire le diamètre de la carotte au moment de la coupe, ce qui permet d'obtenir une carotte dont le diamètre est très légèrement inférieur au diamètre intérieur du tube cylindrique. Il en résulte une diminution des frottements de la carotte sur la surface intérieure du tube cylindrique et une plus grande facilité pour extraire ladite carotte lorsque le perçage est terminé.
[016] Ainsi, les effets combinés de la conception de l'emporte pièce et de la mise en œuvre de cet outillage permet de réaliser des trous de grande longueur et de faible diamètre dans des conditions industrielles et sans dégrader le matériau. [017] La description qui suit s'appuie sur les figures 1 à 5 et permet d'illustrer un mode de réalisation préférentiel de l'invention dans lesquelles, la figure 1 représente une vue schématique d'un emporte-pièce selon l'invention La figure 2 représente une vue de détail de l'arête tranchante lorsque l'emporte pièce est mis en oeuvre selon la méthode selon l'invention la figure 3 représente une vue schématique d'un emporte-pièce selon l'invention et les médaillons 2a et 2b représentent des modes de réalisation différents de l'arête coupante,
Les figures 4 et 5 représentent des vues schématiques d'un pneumatique comportant des perforations sensiblement axiales, débouchant dans les éléments de sculpture situés dans la zone de l'épaule.
[018] En référence à ce qui a été dit plus haut, la figure 1 représente une vue en coupe d'un emporte-pièce selon l'invention dans laquelle on distingue une tête 10 solidaire d'un tube creux 20 dont l'extrémité libre comporte une arête tranchante 21. Le rapport entre la longueur (L) du tube et le diamètre intérieur (D) dudit tube est compris entre 20 et 40.
L'épaisseur (e) du tube creux 21 est inférieure ày/D/3 . Le biseau 22 de l'arête est réalisé de l'extérieur du tube vers l'intérieur du tube de manière à ce que le diamètre de l'arête tranchante soit égal au diamètre intérieur du tube creux.
[019] En pratique, le diamètre des trous à réaliser, et par voie de conséquence le diamètre (D) intérieur de l'emporte pièce peut varier de lmm à 10mm voire au-delà dans le cas de pneumatiques de très grande dimensions. La longueur des canaux varie quant à elle de 20mm à 400mm et l'épaisseur maximale (e) de la paroi du tube pour laquelle des résultas acceptables ont été obtenus varie de 0,5 mm à 1,8 mm
[020] Pour des raisons liées à sa durée de vie industrielle, on choisira de préférence de réaliser l'emporte pièce dans un matériau résistant à l'usure, tel qu'un carbure de tungstène.
[021] La figure 2 permet de mettre en évidence ce qui se passe lorsque l'emporte pièce rotatif est utilisé selon la méthode revendiquée.
[022] On observe que l'action de l'emporte pièce ne crée pas de déchets à évacuer du fait que le matériau est découpé par l'arête tranchante. En s'enfonçant dans le matériau à découper, la paroi externe de l'emporte pièce vient comprimer transversalement le matériau en lui faisant subir un déplacement égal à l'épaisseur (e) de la paroi du tube creux 20 comme cela est visualisé par les flèches en direction de la paroi extérieure.
[023] Aussi, plus l'épaisseur de la paroi du tube est faible, moins les effets exercés sur la paroi du tube sont importants, et moins les frottements entre la paroi extérieure et le matériau sont élevés. Il a été mis en évidence qu'il est possible d'obtenir de bons résultats lorsque ladite paroi a une épaisseur inférieure (e) inférieure ou égale à 1 mm, en considérant que, si on peut souhaiter réduire cette épaisseur, on se heurte aux limites imposées par la résistance mécanique de l'emporte pièce.
[024] Lorsque le rapport de la vitesse d'avance de l'emporte pièce et de la vitesse circonférentielle de l'arête est dans les limites revendiquées ci-dessus, l'arête tranchante met en compression la partie du matériau (a) qui n'a pas été découpée et située en dessous de ladite arête tranchante. Ceci a pour effet de mettre en extension la partie (b) du matériau qui n'a pas encore été tranchée et située immédiatement au-dessus de la partie (a). Il en résulte une mise en compression dans la direction perpendiculaire à l'axe de l'emporte pièce de la partie (b) du matériau situé à l'intérieur du tube, ce qui entraîne une diminution du diamètre de la carotte juste avant la coupe. Une fois la coupe effectuée, la contrainte transversale se relâche, et la carotte reste à un diamètre (d) légèrement inférieur au diamètre intérieur (D) du tube. Il s'en suit que les frottements entre la carotte et la partie intérieure du tube creux 20 sont réduits et que d'autre part l'extraction de la carotte C en fin de cycle est grandement facilitée.
[025] En augmentant le rapport des vitesses au delà d'une valeur de 0,15 on augmente la mise en compression du matériau ce qui peut s'avérer favorable en un sens compte tenu de ce qui a été décrit ci-dessus, mais on observe alors une très forte tendance à réchauffement de l'outillage et du matériau à percer qui provoque une dégradation dudit matériau. Lorsque la valeur du rapport diminue en dessous du seuil expérimental de 0,03, l'effet de compression est alors trop faible pour que l'on puisse obtenir une carotte dont le diamètre est suffisamment réduit de sorte que les effets décrits au paragraphe précédent soient significatifs.
[026] A titre d'exemple, on obtient de bons résultats pour un diamètre intérieur (d) de 6 mm et une vitesse de rotation de l'emporte pièce de 600 tr/min, l'avance est réglée à 2400 mm/min ce qui donne un rapport des vitesses de 0,1. Pour un diamètre intérieur (d) de 2 mm et une vitesse de rotation de 1400 tr/min, l'avance est de 600 mm/min, ce qui donne alors un rapport des vitesses de 0, 034.
[027] Les valeurs limites ont été déterminées expérimentalement et sont significatives de la plage préférentielle de fonctionnement. Il est néanmoins vraisemblable qu'une plage de valeurs plus étendue de 0,0,2 à 0,2 puisse également donner des résultats acceptables, en particulier lorsque les caractéristiques élastique du matériau à percer varient.
[028] En fin de cycle de coupe, il convient d'éjecter la carotte avant de retirer l'emporte pièce du trou fraîchement réalisé. Aussi, il s'avère particulièrement intéressant de placer un conduit permettant d'amener un fluide sous pression à l'intérieur du tube au niveau de l'extrémité intérieure de la tête.
[029] Une fois le perçage réalisé, et après que la partie tranchante de l'emporte pièce ait traversé le bloc de caoutchouc de part en part, on injecte ledit fluide par le conduit, et on crée une surpression à l'intérieur du tube dans la chambre comprise entre la carotte et la tête de l'emporte-pièce, ce qui a pour effet de propulser la carotte par l'extrémité ouverte du tube située du coté où se trouve l'arête tranchante, et qui débouche à cet instant de l'autre coté de la paroi de l'épaisseur de matériau qui vient d'être percée.
[030] Une fois la carotte éjectée, il est alors possible de retirer l'outil en toute sécurité sans courir le risque de voir la carotte retenue dans l'orifice que l'on vient de percer.
[031] De plus, l'éjection de la carotte est quasi instantanée ce qui permet de réduire le temps de cycle du perçage.
[032] L'emporte-pièce selon l'invention, représenté à la figure 3, comprend une tête cylindrique 10 à section circulaire. L'extrémité libre 11 est susceptible d'être saisie par un moyen apte à l'entraîner en rotation, tel que par exemple le mors d'une perceuse ou un mandrin d'outil à usiner, dans lequel l'emporte-pièce peut être tenu par serrage ou par vissage. Un conduit 13 chemine depuis l'extérieur de la tête de l'emporte-pièce et débouche à l'intérieur du tube au niveau de l'extrémité inférieure 12 de la tête 10.
[033] L'alimentation en fluide sous pression se fait par le canal 13 à l'aide de moyens connus, tels qu'une bague à joint tournant, placée directement sur la tête de l'emporte-pièce au niveau de l'entrée du canal 13 ou encore par une pièce intermédiaire placée au niveau du mors d'entraînement.
[034] Le fluide utilisé peut être liquide ou gazeux. L'injection d'air sous pression présente l'avantage de la facilité d'exploitation, et bien que l'injection d'eau sous pression puisse s'avérer plus délicate, l'utilisation de ce fluide présente l'avantage de permettre une lubrification de la paroi intérieure de l'emporte-pièce et d'évacuer les calories en vue de la séquence de perçage suivante.
[035] Aussi, une solution particulièrement avantageuse consiste à injecter de l'air contenant des microgouttelettes de liquide lubrifiant dans le but de favoriser le glissement des parois de l'outil sur le caoutchouc. A titre d'exemple, le lubrifiant peut être de l'eau contenant du silicone en suspension.
[036] II peut également s'avérer intéressant de poursuivre l'injection du fluide pendant toute la durée d'extraction de l'outil du trou. Cet apport de fluide supplémentaire permet de refroidir tout à la fois les parois de l'emporte pièce et les parois du trou ce qui évite de provoquer une dénaturation des matériaux caoutchoutiques liée à un échauffement excessif.
[037] Lorsque réchauffement est particulièrement intense, il est recommandé de lubrifier également, de manière conventionnelle, la paroi extérieure de l'emporte pièce avant qu'elle ne pénètre dans le cœur du matériau à percer.
[038] En mesurant la pression d'injection du fluide dans l'emporte pièce on est en mesure de détecter la variation de pression qui intervient lorsque la carotte est éjectée du tube. La diminution brutale de pression qui s'en suit permet de déterminer que l'éjection a bien eu lieu, et de garantir que la carotte a bien été extraite du trou. Ce contrôle, simple à réaliser, s'avère particulièrement utile dans le cadre du suivi de la fabrication.
[039] Le pilotage des différentes séquences du procédé de perçage peut être réalisé à l'aide de moyens connus dans lesquels il est possible de programmer les séquences d'animation de la broche de perçage par rapport au matériau à percer.
[040] L'arête tranchante 21 peut avoir une forme rectiligne, sensiblement située dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation de l'emporte-pièce ou, comme cela est représenté sur les médaillons 3a et 3b, une forme en dent de scies ou encore une forme ondulée de manière à améliorer la qualité et l'efficacité de la coupe.
[041] Une forme en dent de scie est particulièrement avantageuse pour favoriser la découpe de la matière lorsque l'outil se rapproche de la paroi de l'autre extrémité du volume de matière à percer.
[042] Enfin, de manière à éviter l'arrachement de la paroi en fin de perçage il est recommandé de réduire la vitesse de l'avance de l'emporte pièce.
[043] Les figures 4 et 5 montrent un pneumatique P dans lequel des trous B ont été percés sensiblement axialement dans les éléments de sculpture de la bande de roulement au niveau de la zone épaule.
[044] II est également tout à fait envisageable de percer les éléments de sculpture sur toute la largeur de la bande de roulement en prévoyant un emporte-pièce de longueur appropriée. Dans cette configuration, on procède à l'éjection des carottes à chaque franchissement d'un sillon circonférentiel de manière à garantir, comme cela a été évoqué ci-dessus, que tous les éléments de sculpture ont bien été percés de part en part.
[045] Pour la réalisation d'une grande quantité de trous, il s'avère particulièrement avantageux de faire fonctionner simultanément une pluralité d'emporte-pièce conformes à l'invention.
[046] Ces emporte-pièce sont disposés sur un châssis commun et sont arrangés de telle sorte que les axes de rotation soient sensiblement orientés dans la direction axiale, et que les arêtes tranchantes soient disposées sur un cercle situé dans un plan perpendiculaire aux axes de rotation.
[047] Toutefois, les axes des emporte-pièce peuvent avoir un faible écart angulaire avec la direction axiale du pneumatique, pour tenir compte de la courbure transversale de la sculpture.
[048] Le rayon du cercle est adapté aux dimensions du pneumatique et au rayon de perçage et peut être ajustable si nécessaire, moyennant l'adaptation de la mécanique et des automatismes de pilotage. [049] L'outil comprenant les emporte-pièce est présenté axialement face aux épaules du pneumatique et les trous sont réalisés en une seule passe selon le mode opératoire décrit ci- dessus.
[050] Le nombre d'emporte-pièce disposés de cette manière correspond en principe au nombre de trous B à réaliser. Si toutefois le nombre de trous à réaliser est important ou si l'encombrement des emporte-pièce ne permet pas de disposer un nombre d'emporte-pièce correspondant au nombre de trous, il est possible d'utiliser un nombre d'emporte-pièce correspondant à une fraction entière du nombre de trous à réaliser.
[051] Dans ces conditions le perçage de l'ensemble des trous se fait en plusieurs passes, en faisant subir au pneumatique, entre chaque passe, une rotation axiale relative par rapport au dispositif de perçage, de la valeur correspondant à l'écart angulaire entre deux trous consécutifs.

Claims

REVENDICATIONS
1) Emporte-pièce rotatif (T) comprenant une tête cylindrique (10) de section circulaire dont l'extrémité libre (11) est apte être saisie par un moyen destiné à entraîner ledit emporte-pièce en rotation, et un tube cylindrique (20) de section circulaire, solidaire de l'extrémité inférieure (12) de la tête (10) dont le rapport entre la longueur (L) et le diamètre (D) est compris entre 20 et 40, caractérisé en ce que :
- le tube se termine par une arête tranchante (21) formée par un biseautage (22) de la paroi extérieure du tube cylindrique (20) et,
- ladite paroi a une épaisseur (e) inférieure ou égale à Λ[D H> , où D représente le diamètre intérieur du tube cylindrique (20).
2) Emporte pièce selon la revendication 1 dans lequel la tête (10) de l'emporte-pièce comporte un conduit (13) permettant d'amener un fluide sous pression à l'intérieur du tube (20) au niveau de l'extrémité intérieure (12) de la tête (10).
3) Emporte-pièce selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel l'arête tranchante (21a) a une forme en dent de scies.
4) Dispositif de perçage comprenant une pluralité d'emporte-pièce (T) selon l'une des revendications précédentes, arrangés de telle sorte que les axes de rotation soient sensiblement parallèles entre eux et que les arêtes tranchantes soient disposées sur un cercle situé dans un plan, perpendiculaire aux axes de rotation.
5) Méthode de perçage de part en part d'une épaisseur donnée de matériau en caoutchouc, dans laquelle on utilise un emporte-pièce rotatif (T) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le rapport entre la vitesse de l'avance de l'emporte pièce dans la direction axiale et la vitesse circonférentielle au niveau de l'arête tranchante est compris entre 0,02 et 0,2. 6) Méthode de perçage selon la revendication 5 dans laquelle le rapport entre la vitesse de l'avance de l'emporte pièce dans la direction axiale et la vitesse circonférentielle au niveau de l'arête tranchante est compris entre 0,03 et 0,15.
7) Méthode de perçage selon la revendication 5 ou 6 dans laquelle on éjecte la carotte (C) contenue dans le tube (20) de l'emporte-pièce (T) en amenant en surpression un fluide dans la chambre située à l'intérieur du tube entre l'extrémité intérieure (12) de la tête (10) et la carotte (C).
8) Méthode de perçage selon la revendication 7, dans laquelle on amène le fluide en surpression immédiatement après que la partie tranchante (21, 21a, 21b) ait débouché de l'autre coté de l'épaisseur du produit à percer.
9) Méthode de perçage selon l'une des revendications 7 ou 8, dans laquelle on retire l'emporte-pièce du trou après avoir éjecté la carotte.
10) Méthode de perçage selon la revendication 9 dans laquelle on continue à injecter du fluide pendant le retrait de l'emporte-pièce du trou.
11) Méthode de perçage selon l'une des revendications 7 à 10, dans laquelle le fluide injecté est de l'air sous pression.
12) Méthode de perçage selon l'une des revendications 7 à 10, dans laquelle le fluide injecté est de l'eau sous pression.
13) Méthode de perçage selon l'une des revendications 7 à 10 dans laquelle le fluide injecté est de l'air mélangé à des micro-gouttes d'un liquide lubrifiant.
14) Méthode de perçage selon la revendication 13 dans laquelle le liquide lubrifiant est de l'eau mélangée à du silicone en suspension.
15) Application de la méthode selon l'un des revendications 5 à 14, pour le perçage de trous, selon une direction sensiblement axiale, dans les éléments de sculpture d'un pneumatique.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0807639D0 (en) * 2008-04-28 2008-06-04 Airbus Uk Ltd Cutting tool and method
CN104647467A (zh) * 2015-03-05 2015-05-27 安徽理工大学 一种具有自修复功能的橡胶孔加工方法及专用复合刀具
CN105082248B (zh) * 2015-08-25 2018-02-27 上海勘测设计研究院有限公司 橡胶密封带打孔冲头
CN111136722A (zh) * 2020-01-03 2020-05-12 西南石油大学 一种用于碳纤维复合材料制孔的刀具及方法
CN112976151B (zh) * 2021-01-26 2023-01-24 赛轮集团股份有限公司 一种轮胎胎胚子口刺孔装置
CN114559495A (zh) * 2022-03-28 2022-05-31 中船黄埔文冲船舶有限公司 一种用于加工护舷轮胎的开孔刀具及其使用方法

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1451610A (en) * 1921-09-15 1923-04-10 Gestas Isidore Boring machine for paper
US1731010A (en) * 1927-07-05 1929-10-08 Gillette Rubber Company Tube drill
US2615525A (en) * 1942-11-13 1952-10-28 Berner Erling Sound-absorbing board with holes containing debris material
DE853207C (de) * 1950-06-30 1952-10-23 Fritz Homann A G Stanzwerk
US2963058A (en) * 1957-02-19 1960-12-06 Wood Conversion Co Drill and drill head
DE1900580A1 (de) * 1969-01-07 1970-08-13 Ernst Nagel Kg Hohlbohrer oder Lochpfeife fuer Papierbohr- oder -stanzmaschinen
US3694099A (en) * 1970-10-23 1972-09-26 George C Nicholas Boring tool
JPS55131409A (en) * 1979-03-27 1980-10-13 Daiichi Denki Kk Method and device for boring various kinds of holes
US4451610A (en) * 1979-06-11 1984-05-29 Premix, Inc. Preparation of curable solid polyester resin pellets and powders
FR2483844A1 (fr) * 1980-06-10 1981-12-11 Automatisme Tech Emporte-piece rotatif
DE3321091A1 (de) * 1983-06-10 1984-12-13 Anton Huber GmbH & Co, 8228 Freilassing Verfahren und vorrichtung zum einbringen oder erweitern von loechern in kunststoffbehaeltern
US4589807A (en) * 1983-11-25 1986-05-20 Martin Louis G Hole production tool
US4680897A (en) * 1985-12-03 1987-07-21 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Method for machining holes in composite materials
DD249221A1 (de) * 1986-05-22 1987-09-02 Zentrum Fuer Forschung U Techn Vorrichtung zum vorlochen und pneumatischen auswerfen
DE8901906U1 (de) * 1989-02-17 1989-05-24 Entwicklungszentrum für Zerspanungstechnik GmbH & Co KG, 7630 Lahr Vorrichtung zum Entfernen beschädigter Stellen in Gummiteilen
US4954022A (en) * 1989-06-16 1990-09-04 Underwood Mold Co., Inc. Method for machining multiple cuts in a workpiece to a uniform depth
JPH05285888A (ja) * 1992-04-06 1993-11-02 Hitachi Ltd ゴムプレート自動穴あけ装置
CA2081033C (fr) * 1992-10-21 1995-08-08 Barry Wolf Faisceau de tubes de forage
US5312408A (en) * 1992-10-21 1994-05-17 Brown Byron L Apparatus and method of cutting and suctioning the medullary canal of long bones prior to insertion of an endoprosthesis
DE4441034A1 (de) * 1994-11-18 1996-05-23 Klabes Hartwig Dipl Ing Stanzwerkzeug für Kunststoffolien
DE19613772A1 (de) * 1995-04-07 1996-10-24 Komet Stahlhalter Werkzeug Vorrichtung zum spanabhebenden Arbeiten
DE19810192A1 (de) * 1998-03-10 1999-09-16 Hilti Ag Bohrwerkzeug
DE102004057542A1 (de) * 2004-11-30 2006-06-01 Achim Jauch Schneideelement und Schneidenträger für einen Hohlbohrer
DE102005055557B3 (de) * 2005-11-18 2006-09-28 Vkr Holding A/S Hohlbohrer zum Bohren von dünnen, flexiblen Materialien

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2007134989A1 *

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JP2009537343A (ja) 2009-10-29

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