Brevet FR2011130A1 — publié le 19700227

La présente invention concerne un mandrin de serrage pour outil d'usinage et en particulier un mandrin sans elavette destiné à des outils mécaniques rotatifs dans, lesquels les mâchoires du mandrin sont mobiles vers une position ouverte ou fermée* suivant qu'un ensemble de manoeuvre de mâchoires est Ms en rotation dans un sens ou dans l'autre. Bien que lé mandrin de la présente invention soit susceptible de plusieurs applications industrielles, il convient en particulier comme élément d'un outil mécanique portatif dans des applications duquel la mèche perceuse est sujette à être actionnée sélectivement dans un sens ou dans un sens inverse et dans des applications où la pièce a tendance à "accrocher" la mèche. Des applications de cette nature se rencontrent en particulier dans un travail de chirurgie, des os. Pendant des opérations de chirurgie des os, il. est souvent nécessaire d'utiliser une mèche perceuse portative pour percer des trous dans l'os. La nature de la matière de l'os est telle qu'elle a souvent tendance à "accrocher" la mèche. Bien que le mandrin classique ait une tendance naturelle à maintenir ses mâchoires fermement serrées autour de la mèche de travail lorsqu'il est entraîné dans un sens positif, une force de torsion inverse- brusque créée par 1'"accrochage" de la mèche peut amener l'ensemble de manoeuvre de mâchoires habituel à desserrer oes dernières. H sst également souvent nécessaire dans ce travail que la mèche soife entraînée dans le sens inverse, mais cette action est plein© $© difficultés à cause de la tendance naturelle qu'a I ' ensesM,® ' à@ manoeuvre de mâchoires de mandrins classiques à desserrer les- ei-choires du mandrin lorsque l'outil fonctionne dans le seas inverse-» Ces défauts provoquent une perte de temps précieux exigé pour resserrer ou déterminer le. desserrage des mâchoires du--Mandrin. Pendant une opération de chirurgie des os, il est parfois nécessaire de remplacer la mèche perceuse par une autre. Cette opération exige de retenir l'arbre d'entraînement d'une cart&î&e fagoa pour permettre la rotation relative de 1 ' ensemble de manoeuvre de mâchoires habituel, afin de desserrer et de resserrer ultaffleûre-ment les mâchoires du mandrin. Le recours aux mains du eMrm*&len, ainsi qu'à son temps, est limité. Il est souhaitable 1© processus de serrage ou de desserrage des mâchoires soit Egalisé avee sa main libre pendant que l'autre main tient 1© mancfefô ê© in sèche " - " *" \ ' - - ' ' " ' • . . .. - -. V.v •• -.V ."-V - v j PD ORIGINAL 69 19372 2 foi 1130 de la façon habituelle et qu'il soit es.ée.Ktê sans- la nécessité de changer la position de la sfain tenant la mèche. - La présente invention se propos© de façon générale de fournir un outil rotatif comprenant un ffiandrin, dont les mâchoires sont 5 efficacement empêchées de se desserrer que le mandrin soit entraîné dans un sens positif ou dans le sens inverse et dans.lequel un mécanisas est prévu peur eœpêdher sélectivement l'arbre d'entraînement de tourner afin de per-nxetfee la rotation relative de 1 ' ensemble de manoeuvre de isâehoires pour serrer ou desserrer de 10 façon réglable- les mâchoires, Cs but est atteint «Sans la présent© invention au moyen d*un collier de blocage limité, à un mouv^aont coulissant axial le long du corps du mandrin entre «s® extrémité de. l'enveloppe de l'outil et une extrémité de-l'ensemble de rnssaoeuvre- de mâchoires. Pour 15 empêcher efficacement ,1'e^seœble- de ssnoenvre de mâchoires de tourner per rapport aux sicfcoires du sandrin, le collier présente des dents de pochet s-hj me fe ses faees mises normalement en prise sous la- charge d'un rassort swea dea deats complémentaires prévues sur 1 ' ensemble. de ma&ysrairr-© de ssâchaires. Pour bloquer efficacement 20 l'arbre d'entraînement de façon à psraettr-a la rotation relative de l'ensspbS.© de mneei-n^ë de sÉdhoisHsts,- le collier peut coulisser axialeœent à l'écart de l'essesable eontre. la charge du ressort pour engas@r des pattes disposées sus?,1e. faee .opposée du collier dans des. fentes.formées daas une faee d'extrémité de l'enveloppe . 25 L'installation du collier - par rapport â l'enveloppe.et à l'ensemble d® sssaoeuiiTf de mâsîaoires présente l'avantage- que la main 'feabAtaisIJteargRt libre.de l'opérateur peut- être-utilisée pour déplacer 1© .eollisr d'une position à.l'autre sans exiger que l'autre ®rîb soit sou-levée du namefes de 1 '.©u.tl-1. - Un avantage supplémentaire mio jirésmte la. cons.truefci.on particulière..du--collier .de blocage réside dasss levait qu'elle assure .un outil plus..simplifié et plus léger Qoe. o® ne serait possible autreœeirt « - I>*sttt;w&s. avantag®sr. «t Q©r&3téri®tiquesL?de -*l '--invention res-. ^spvtlrmit û® la .description, qui Y&. -sai¥^s - regard du'dessin 35,. ■nnn-çpë.fft doœssnt à. tîtp® sssplieatif aais.nullement 'limitatif une .terme • • . ; - " * . " - ' * SiTs° es clessin,,.!- ; . ^ -■ .r. - f :£$Pglti®#4d3&ie v;d£îÉ3~oiïtiï;= séeaaicpL® rotatif suivaist l^nvsntion associé à un mandrin sans BAO ORIGINAL 69 19372 3 2011130 10 15 clavette. la figure 2 est une vue en coupe suivant la ligne 2-2 de la figure 1 ; la figure 3 est une vue de détail à plus grande échelle en coupe transversale du .collier de blocage; la figure 4 est une vue de détail de la face dentée à rochet du collier de blocage; la figure 5 est une vue de détail partielle de la partie postérieure du manchon de l'ensemble de manoeuvre de mâchoires; la figure 6 est une vue en coupe suivant la ligne 6-6 de la figure 1 et la figure 7 est une vue en coupe partielle de la figure 1, montrant le collier de blocage déplacé axialement de sa position de la figure 1 en relation bloquée avec l'enveloppe dè l'outil. Sur le dessin on voit un mandrin coulissant sans clavette, à mâchoires classique 10 ayant un corps de vis effilé 11 fixé a*ia-lement au moyen d'un raccord fileté 12 à un arbre 13 entraîné par un moteur d'un outil portatif indiqué de façon générale en 14. L'arbre est porté à pivot dans le palier habituel 15 par l'enveloppe 16 de l'outil. Un manchon 19 d'un ensemble 21 de manoeuvre des mâchoires du mandrin est monté coaxialement et est retenu au moyen d'une couronne de billes 17 sur une partie périphérique cylindrique 18 du corps 11 du mandrin en vue d'effectuer une rotation relative. Dans l'extrémité antérieure du manchon est vissé un bec 22 ayant un évidement interne en forme de c8ne 23' à travers lequel un ensemble habituel de trois mâchoires 24 du mandrin (une étant représentée) sont mobiles vers une position ouverte ou fermée. Les mâchoires sont guidées dans leur mouvement au moyen de rainurèé ou pistes 25 prévues dans un élément 26 de guidage de mâchoires. Ce dernier est maintenu fixe dans 1'évidement conique 25 du bec sous la pression d'un épaulement interne 27 du manchon. Les pistes 25 sont inclinées vers l'avant et vers le bas en convergeant de la façon habituelle vers un point commun. Les mâchoires 24 sont eh prise 28 avec la partie de vis effilée du corps 11 du mandrin. 35 L'ensemble 21 de manoeuvré des mâchoires est défini par le manchon 19, le bec 22 et le guide 26 de mâchoires. Lorsque l'ensemble de manoeuvre de mâchoires est mis en rotation par rapport au corps 11 du mandrin, les mâchoires sont entraînées avec;cé dernier1 et sont amenées à-se visser le laig du eorps ûu mandrin. Les œâehoires sont 20 25 30 69 19372 4 2011130 guidées dans ce mouvement par les pistes 25 vers une position ouverte ou fermée> par conséquent, lorsque 1''ensemble est mis en rotation-'dans un sens -ou dans l'autre.- Le manchon 19 est saisi par la main de .1'opérateur pour provoquer la rotation de l'ensemble. 5 La surface du- manchon est moletée ou dentelée pour fournir une prise-non glissante à l'opérateur. Lorsqu'on essaie de faire tourner l'ensemble de manoeuvre de mâchoires pour obtenir une position de serrage de ces dernières autour d'une mèche de travail ou pour les libérer d'une position 10 de serrage, à cause de la relation dé frottement des filets des mâchoires avec la partie de vis du corps du mandrin, l'arbre 13 et le corps' 11 du mandrin fixé à ce dernier ont également tendance à tourner avec 1'ensemble de manoeuvre des mâchoires. Par suite, on éprouve une certaine difficulté à serrer ou à libérer les mâ-15 choires par rapport à la mèche de travail, à moins que l'arbre et le corps du mandrin soient maintenus fixes, pour permettre la rotation relative de l'ensemble de manoeuvre de mâchoires. L'ensemble de manoeuvre de mâchoires a une tendance propre à serrer sa prise pendant toute rotation vers l'avant normale de 20 l'outil. Cette tendance à serrer est créée par le couple de résistance de l'outil qui a tendance à faire tourner l'ensemble de manoeuvre de mâchoires avec l'arbre en augmentant ainsi la prise des mâchoires sur la mèche de travail. Des cas se présentent en perçage, et en particulier lorsqu'on utilise des petites fraises, où 25 un broutage dû à la torsion inverse en réalité la tendance au ralentissement de l'ensemble de manoeuvre de mâchoires en le faisant tourner plus vite que l'arbre ce qui provoque un desserrage. Cette tendance au desserrage de llensemble de manoeuvre est également subie lorsque le mandrin est entraîné dans le sens inverse. 30 Les difficultés de fonctionnement qui précèdent sont évitées dans la présente invention au moyen d'un collier de manipulation 29 de blocage combiné de l'arbre et du mandrin. Ce dernier est .limité à un mouvement coulissant axial sur une partie 31 située vers l'arrière du corps du mandrin par rapport à une paroi d'extrémité 35 postérieure 32-du manchon 19 et par rapport à une paroi- d'extrémité opposée 33 dé 1 * enveloppe de 1'outil. La partie 31 du corps du mandrin peut être cannelée ou à plusieurs côtés. Ici, elle est carrée, comme indiqué sur l'a figure 2. Le collier-29, représenté en particulier sur les f igttrss: 1 à 4>- présente. une ouverture- axiale 34 %P& original 69 19372 5 2011130 ayant une configuration qui complète celle de la partie 31 du corps» Ici, l'ouverture est représentée comme ayant une configuration approximativement carrée délimitée par deux côtés droits opposés 35 reliés par deux côtés arrondis opposés 36. Le collier forme un 5 manchon coulissant sur la partie 31 du corps du mandrin qui a une configuration complétant celle de lfouverture 34 du collier. Au moyen de cette construction, le mouvement du collier est limité à un mouvement axial par rapport au corps du mandrin et est empêché d'effectuer une rotation relative. 10 Un ressort de compression conique y~[, fixé par son extrémité de plus petit diamètre dans une rainure périphérique de la partie 31 du corps du mandrin et butant par son autre extrémité contre une paroi évidée 38 du collier, maintient élastiquement le collier dans une position normale antérieure, comme on le voit sur la fi» 15 gure 1. Dans cette dernière position, une série annulaire de dents 39* prévues autour d'une face évidée antérieure du collier, est en prise avec un groupe de dents 4-1 (figures 1,5), ici au nombre de quatre, faisant saillie de la paroi d'extréaité opposée 32 du manchon. La série annulaire de dents 39 est concentrique 20 avec l'axe du corps du mandrin; les dents sont égaleEsnt ©spaeées et ont une forme de rochet. Chacune des dents 39 est délimitée par un épaulement 42 et par une portée 43 diminuant de la crête Jusqu'à la base de 1'épaulement immédiatement suivant. Les dents associées 41 du manchon complétant-les dents du rochet et sont éga-25 lement espacées en relation concentrique avec 1'axe du corps du mandrin. Les dents de rochet 39 du collier et les dents 41 ûu manchon sont disposées de façon que dans la position chargée par «n 5?e s sort-normale du collier, comme sur la figure 1, le.s dents du ssanefeon 30 puissent coopérer avec les épaulements 42. des dents du collier pour empêcher l'ensemble 21 de manoeuvre de mâchoires de tournes3 par rapport au corps du mandrin dans le sens- inverse ou de desserrage et que les dents 41 du. manchon soient eneliquetées sur les dents 39 du collier lors de la rotation de l'ensemble de manoeuvre de 35 mâchoires dans un sens positif ou de serrage par rapport au éorps du mandrin. Le collier 29 peut être déplacé à la main axi&î@ffieafe. 10 long de la .partie 31 du. corps, du ^mandrin pour-dégager-..:;ses..-.£ea$s"t. celles du manchon et pour amener un groupe de pattes au. BAD ORIGINAL 69 19372 6 2011130 nombre de quatre', en saillie sur une face annulaire postérieure 45, en relation de blocage avec, des fentes complémentaires 46 prévues dans la paroi d'extrémité opposée 33 de 1*enveloppe, comme indiqué sur la figure 7. Dans cette position déplacée du collier, 5 le corps 13 de l'arbre et le corps 11 du mandrin formant un bloc unique sont maintenus Moqués par le collier à 1'enveloppe 16 pour être empêchés de tourner par rapport à cette enveloppe. Bien que le corps de 1'arbro et le corps du mandrin soient ainsi maintenus bloqués., 1 'ensemble 21 de manoeuvre de mâchoires peut être 10 mis en rotation à la main par rapport au corps du mandrin à volonté pour réaliser le réglage des mâchoires vers la position ouverte ou fermée. Lorsque le collier est libéré par la main, le ressort 37 le ramène vers sa position normalement bloquée avec le manchon 19, de façon à empêcher de nouveau 1'ensemble 21 de tourner dans 15 le sens inverse par rapport au corps du mandrin. La construction particulière du collier 29 et son mode d'association au mandrin et à l'enveloppe de 1'outil sont tels que le déplacement manuel du collier d'une position de blocage à l'autre peut être effectué' av?c la main libre de 1'opérateur, 5>G tandis que son autre main reste dans sa position habituelle maintenant l'enveloppe de 1?outil fixe. Les dents du rc-chsi; 59 du collier sont prévues au fond d'un évidement annulaire *47 (figure 3)» "Dvme la position normale du collier, comme sur la figure 1une paroi latérale annulaire ou 25 Jupe 48 définit l'évidesent 47 et entoure avec un léger jeu une partie postérieure du bord du manchon 19* La paroi d'extrémité 49 du collier est rendue radialensent plus épaisse, de sorte que lorsque la main de l'opérateur saisit le manchon de 1'ensemble de manoeuvre de mâchoires aux fins de réglage des mâchoires, le côté 30 de sette main peut être pressé axi&lesaent contre la paroi d'extrémité 49 pour faire glisser le collier axialement, afin de mettre ses pattes 44 en contact avec les fentes 46 de 1'enveloppe, l'cur faire coïncider les pattes du collier avec les fentes de 1'enveloppe, l'opérateur fait tourner légèrement le mandrin dans 35 ce but- à mesure qu'en isiaie temps, il saisit le manchon et fait glisser le collier axialement » La, distance a^ciale de laquelle 1e. eolXier Soit être déplacé à partir ds sa position normale en contact cEe blocage avec 15©nveloppe de l'outil est relativement plus BAD ORIGINAL 69 19372 7 2011130 courte que la largeur de la main de l'opérateur. Ici elle .correspond sensiblement à l'étendue suivant laquelle la jupe,48 du collier recouvre le manchon 19j comme il ressort des figures .1 et 7. Au moyen de cette construction, après le mouvement axial du 5 collier à l'écart du manchon, ce dernier est néanmoins soumis à _ la prise complète de la main de l'opérateur en vue de la rotation réglable de l'ensemble de manoeuvre de mâchoires, tandis que le côté de la main de l'opérateur continue à maintenir le collier contre la poussée du ressort yj en contact de blocage avec l'en-10 veloppe. Lorsque la main de l'opérateur libère le,manchon, le collier est ramené par le res'sort 37 vers sa relation de blocage normale avec le manchon. On voit que lorsque la main libre de l'opérateur fait . tourner l'ensemble de manoeuvre de mâchoires après avoir fait 15 glisser le collier axialement, il n'est pas nécessaire que son autre main se déplace et celle-ci peut rester dans sa position habituelle maintenant l'enveloppe de l'outil. Il va de soi que l'invention a été décrite ci-dessus à titre d'exemple préférentiel indicatif mais nullement limitatif 20 et que l'on pourra introduire toute équivalence dans ses éléments constitutifs sans sortir de son cadre défini par les revendications annexées. 69 19372 8 2011130 revendications 1 - Outil' mécanique rotatif comprenant une enveloppe destinée à être tenue à la main, un arbre d'entraînement tourillori-nant dans l'enveloppe qui a une extrémité faisant saillie'à 5 1'extérieur de l'enveloppe, un mandrin sans clavette ayant un corps de mandrin solidaire de l'extrémité de l'arbre, un ensemble de manoeuvre de mâchoires monté sur le corps du mandrin effectuant sélectivement une rotation relative dans un sens avant ou dans un sens inverse et un colliër de blocage pouvant coulisser à la main 10 axialement sur le corps du mandrin entre l'ensëmble et l'enveloppe et empêché de tourner par rapport au corps du mandrin, caractérisé par le fait que le collier a une position normale sous la poussée d'un ressort dégagée de l^enveloppe en contact de blocage avec l'ensemble de manoeuvre des mâchoires pour empêcher ce der- 15 nier de tourner dans le sens inverse par rapport au corps du mandrin, mais permettre la rotation dudit ensemble dans le sens avant par rapport au corps du mandrin, le collier ayant également une position déplacée axialement dégagée de l'ensemble en contact de blocage avec l'enveloppe pour empêcher le corps du mandrin de 20 tourner dans l'un ou l'autre sens par rapport à l'enveloppe. 2 - Outil mécanique rotatif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le oollier a une paroi annulaire plus épaisse s'étendant rfedialement vers l'avant qui recouvre librement une partie d'extrémité de bord de l'ensemble de manoeuvre dans la 25 position normale du collier , disposé de façon que la distance à laquelle le collier doit se déplacer axialement de sa position normale vers sa position déplacée en contact de blocage avec l'enveloppe correspond sensiblement à l'étendue suivant laquelle la paroi annulaire recouvre 1'ensemble, de sorte que la paroi annu. 30 laire peut buter et être poussée axialement vers sa position déplacée par un bard de la main de l'opérateur et être ainsi tenue pendant que la min de l'opérateur reste dans la relation de serrage complet avec l'ensemble en vue de la manipulation rotative de ce dernier. 35 3 - Outi Mécanique rotatif selon la revendication 1, carac térisé par le fait que le collier présente une série annulaire de dents de rochet sur une de ses faces d'extrémité, que l'ensemble a au moins une dent complémentaire pouvant venir en prise avec une des dents du rochet dans la position normale du 69 19372 9 2011130 collier, de façon à empêcher l'ensemble de tourner dans le sens inverse par rapport au corps du mandrin, mais permettant l'encliquetage de la dent complémentaire sur les dents du rochet pendslnt la rotation de l'ensemble dans le sens avant par rapport 5 au corps du mandrin, l'enveloppe présentant au moins une fente prévue dans sa surface et le collier au moins une patte en saillie destinée à venir en contact de blocage avec la fente dans la position déplacée axialement .du collier pour empêcher le collier et par suite le corps du mandrin de tourner dans l'un ou l'autre 10 sens par rapport à l'enveloppe.