Brevet FR2040429A1 — publié le 19710122

La présente invention se rapporte d'une façon générale à des mandrins réglables, et elle concerne, plus particulièrement, un mandrin que l'on peut serrer autour d'un outil sans utiliser de clavette et de façon à éviter un jeu dans le montage de l'outil, aussi bien lorsquton l'utilise vers 11 avant que lorsqu'on l'utilise en sens inverse. Quand on utilise des outils rotatifs commandés mécaniquement, il serait avantageux de pouvoir faire fonctionner l'outil efficacement aussi bien dans le sens avant que dans le sens opposé sans avoir à utiliser d'élémentsde mandrins différents ou sans avoir à incorporer de porte-outils spéciaux au mandrin ordinaire. De nombreux mandrins ou dispositifs rotatifs d'embrayage existent à l'heure actuelle sur le marché et sont étudiés pour être utilisés soit avec une clavette, soit sans clavette. Quand le mandrin est à clavette, la rotation de l'outil est possible aussi bien en sens avant qu'en sens opposé,sans que l'outil prenne du jeu. Cependant, les mandrins de ce genre ne sont pas très appréciés des utilisateurs car on constate que la clavette est fréquemment encombrante et qu'elle peut se perdre ou être mal mise en place.Ainsi, l'utilisation d'une clavette réduit l'efficacité de l'opération quand on utilise des outils rotatifs qui doivent être changés rapidement et facilement, ou des outils qui doivent travailler dans un espace limité, comme c'est notamment le cas pour les outils chirurgicaux. Les spécialistes ont mis au point un certain nombre de mandrins sans clavette pour éviter la nécessité d'une clavette pour serrer les mors coulissants du mandrin autour de l'outil. Cependart, la plupart de ces mandrins sans clavette tendent à prendre du jeu pendant les opérations de ltoutil.en sens inverse. Par exemple, en chirurgie orthopédique, l'utilisation d'un mandrin sans clavette de modèle connu est incommode pour le chirurgien quand celui-ci doit forer un os ou enlever une vis de l'os, ainsi que du fait que des oscillations qui sont inévitables car les mandrins ne restent pas serrés pendant les opérations en sens inverse.Comme on l'a dit plus haut, les mandrins à clavette ne sont pas davantage souhaitables, dans les opérations chirurgicales, par suite du risque de perte de la clavette pendant les périodes critiques de lsopé- ration. Pour tenter de réaliser un mandrin sans clavette qui reste serré sur l'outil aussi bien pendant les opérations vers l'avant que pendant les opérations en sens inverse, on a mis au point un porte-outil pour mandrin sans clavette qui fait l'objet de la demande de brevet américain n0 620.530 déposée le 3 mars 1967 au nom de la demanderesse. Dans cette demande, on incorpore un porte-outil dans un mandrin classique et son rôle est d'empêcher tout jeu dans le mandrin pendant les opérations rotatives aussi bien vers l'avant que dans le sens opposé. En conséquence, les principaux buts de l'invention sont - de réaliser un mandrin sans clavette que lton peut serrer autour d'un outil sans qu'il prenne de jeu pendant les opérations aussi bien vers l'avant que dans le sens opposé et sans avoir à utiliser de porte-outil spécial ou dispositif équivalent pour empêcher le jeu dans le mandrin - de réaliser un mandrin sans clavette dans lequel un manchon peut tourner par rapport au corps principal du mandrin de sorte que plusieurs mors installés à l'intérieur du manchon peuvent être mis en position de travail et être enlevés de cette position d'une manière permettant d'éviter tout jeu dans ces mors - de réaliser un mandrin sans clavette du type spécifié, dans lequel le manchon mobile contient un ensemble d'engrenages plané taires pour permettre le déplacement des mors vers l'intérieur et vers l'extérieur par rapport au corps principal du mandrin - de réaliser un mandrin sans clavette du type spécifié, dans lequel un porte-outil est monté dans le corps principal de manière à se déplacer solidairement avec celui-ci, et dans lequel l'ensem- ble d'engrenages planétaires comprend une roue dentée droite sur le porte-outil, une roue dentée interne dans le manchon et des pignons qui viennent en prise à la fois avec la roue dentée droite et avec la roue dentée intérieure, de sorte que les pignons sont astreints à la fois à un mouvement de rotation et à un mouvement le long d'un trajet orbital autour du porte-outil pendant la rotation du manchon - de réaliser un mandrin sans clavette du type spécifie, dans lequel un engrenage de mors est monté rotatif dans le corps principal du mandrin, vient en prise par une extrémité avec une crémaillère disposée le long des mors, et est déplacé, à son autre extrémité, par un bossage partant des divers pignons afin d'être entraîné en rotation avec ces pignons pendant le déplacement du manchon. La description qui va suivre en regard du dessin annexé donné à titre d'exemple non limitatif fera bien comprendre comment l'in-- vention peut être realisée. La figure 1 est une vue de côté d'un mandrin sans clavette selon l'invention, cette vue étant partiellement en arrachement pour montrer les éléments intérieurs du dispositif. La figure 2 est une coupe par la ligne 2-2 de la figure 7. La figure 3 est une vue en bout du dispositif de la figure 1. Sur toutes les figures on a conservé les mêmes références pour désigner les éléments identiques ou équivalents. Sur la figure 1, on a représenté un mandrin 10 sans clavette qui comprend, essentiellement, un corps principal 11 de forme tronconique creuse se rétrécissant vers son extrémité avant, et une série de mors 12 montés dans ce corps et servant à serrer la queue d'un outil, comme cela se pratique normalement. Un élément rapporté 15, monté à l'intérieur de l'extrémité aplatie- 13 du corps 11, présente avantageusement une ouverture 14 (voir figure 3) en forme de trèfle, ce qui permet de guider chacun des mors courbes 12 dans et hors du corps 11. L'élément rapporté 15 peut être embouti à la presse dans le corps principal 11, si bien que les mors 12, l'élément rapporté 15 et le corps 11 sont fixes les uns par rapport aux autres. Egalement à l'intérieur du corps 11, est monté un porte-outil 16 présentant, à une extrémité, un trou convergent 17 pour recevoir une broche de foret par une technique usuelle quelconque. Ce porte-outil 16 est embouti à la presse dans le noyau d'un élément tronconique creux 18 présentant une surface conique extérieure 19 contre laquelle coulisse le bord longitudinal 21 de chaque mors 12 au cours de leur mouvement vers l'intérieur du corps ll et hors de celui-ci. Un manchon 22 est monté rotatif autour de la tige du porteoutil 16 et ce mouvement est facilité par l'utilisation de tout nombre désiré de roulements 23 qui peuvent être des roulements à aiguilles ou à rouleaux. Un seul roulement de ce type est representé sur la figure 1. Dans un but d'économie, des coussinets lisses peuvent remplacer les roulements à rouleaux 23. Quoiqutil en soit, le manchon 22 doit pouvoir tourner par rapport au corps principal 11, au porte-outil.16 et aux mors 12 afin que les mors soient introduits dans le corps 11 ou sortis de celui-ci, pour attaquer la queue d'un outil qui coopère avec le mandrin d'une façon usuelle. Le déplacement des mors est réalisé par l'utilisation d'un ensemble, installé dans le manchon 22, d'engrenages planétaires, qui coopère avec la rotation d'un engrenage 24 de mors, en prise avec les dents 25 d'une crémaillère formée le long de la paroi externe de chaque mors 12, pour déplacer les mors dans et hors du corps 11 d'une façon telle que ces mors serrent fortement l'outil sans prendre de jeu même pendant le déplacement en sens inverse du mandrin. L'ensemble planétaire comprend une roue dentée droite 26 ajustée à la presse autour d'une bride radiale 27 à la base d'un élément tronconique l#, comme on le voit clairement sur la figure 1. Une roue dentée intérieure 28 est également ajustée à la presse dans la paroi interne du manchon 22 et plusieurs pignons 29 peuvent venir en prise avec les dents des roues dentées 26 et 2#, comme on peut le voir clairement sur la figure 2. En conséquence, le mouvement du manchon 22 par rapport au corps ll fait tourner chacun des pignons et les oblige à se mouvoir suivant un trajet orbital autour de l'axe de l'arbre du porte-outil.Pour faire tourner la roue dentée 24 des mors, une bague 31 est emboutie sur la roue 24, cette bague 31 présentant une échancrure 32 (voir figure 2) pour recevoir un essieu 33 faisant partie de chacun des pignons 29. Sur la figure 2, on voit que la bague 31 tourne dans le corps 11 au moment-où chacun des essieux 33 vient porter contre la paroi de chaque échancrure 32 pendant le mouvement orbital de chaque pignon 29 autour de l'axe du porte-outil 16. Etant donné que la roue dentée 24 de mors est en prise avec les dents de la crémaillère 25 sur chaque mors 12, et du fait que la roue dentée 24 est emboutie à la presse dans la bague 31, un déplacement de la bague 31 au moyen de l'essieu 33 permet de déplacer les mors 12 entre la position d'extension totale (figure 1) et une position entièrement escamotée (non représentée) à l'intérieur du corps 11.Ce déplacement des mors 12 permet ainsi de recevoir pratiquement ntimporte quelle queue d'outil et, ce qui est plus important, son rôle est d'assurer un serrage solide de l'outil aussi 'bien quand le mandrin progresse vers l'avant que vers l'arrière, simplement par la rotation du manchon 22, comme on l'a expliqué plus haut. Il ressort de ce qui précède que l'invention procure un mandrin sans clavette de construction relativement simple, bien que robuste, et que le dispositif ainsi obtenu est peu coûteux et très durable, tout en assurant une grande sécurité de fonctionnement, en ce sens qui il empêche l'outil de prendre du jeu en service. Le manchon 22. est rotatif dans le sens sinistrorsum (voir flèche F sur la figure 2) pour serrer les mors 12 autour de la queue d'un outil.Dans ces conditions, un jeu accidentel de ltou- til est impossible pendant le fonctionnement, aussi bien quand le mandrin se déplace vers l'avant que lorsqu'il est déplacé dans le sens opposé, et en particulier dans ce dernier cas, car le manchon 12 se déplace, quand il est dans sa position verrouillée, d'un seul tenant avec le mandrin pendant la rotation dans le sens sinistrorsum ou sens inverse. On évite aussi pratiquement tout jeu des mâchoires 12 pendant un mouvement dans le sens dextrorsum du dispositif car chacun des organes 11, 12 et 16 se déplace comme un tout et sans aucun mouvement relatif sous l'action du manchon 22 et grâce à la prise de friction existant entre les dents des engrenages 2b, 31 et 33. Il va de soi que des modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits, notamment par substitution de moyens techniques équivalents, sans sortir pour cela du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Mandrin sans clavette utilisable aussi bien dans le sens d'avancement normal que dans le sens inverse, caractérisé en ce qu'il comprend un corps ; des mors de serrage montés dans ce corps afin de se mouvoir avec lui et pouvant être déplacés entre une position active et une position inopérante sans prendre de jeu en position active, que ce soit pendant le déplacement en sens normal ou pendant le déplacement en sens -opposé du mandrin ; un porteoutil monté dans le corps et se déplaçant avec lui ; un manchon monté rotatif sur le porte-outil ; et des moyens pour déplacer les mors dans et hors des positions actives tout en faisant tourner le manchon par rapport au corps du mandrin. 2. Mandrin selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de déplacement comprennent un ensemble d'engrenages planétaires installé dans le manchon. 3. mandrin selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de-déplacement comprennent également des crémaillères sur les mors et un engrenage de mors qui est déplacé par l'ensemble d'engrenages planétaires, ledit engrenage de mors étant en prise avec ladite crémaillère pour déplacer les mors dans et hors de la position active lorsque ltengrenage de mors est déplacé par l'ensemble d'engrenages planétaires. 4. mandrin selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'ensemble d'engrenages planétaires comprend une roue dentée droite montée sur le porte-outil pour tourner avec lui, une roue dentée interne montée dans le manchon pour tourner avec lui, et des pignon en prise à la fois avec la roue dentée droite et la roue dentée interne, de sorte que les pignons peuvent à la fois tourner et se déplacer suivant un mouvement orbital autour du porteoutil pendant la rotation du manchon par rapport au corps du mandrin. 5. Mandrin selon la revendication 4, caractérisé en ce que les pignons sont au nombre de trois, chacun comportant un essieu parallèle à son axe de rotation. 6. Mandrin selon la revendication 5, caractérisé en ce que ltengrenage de mors présente une échancrure pour recevoir chacun desdits essieux, de manière que ltengrenage de mors puisse se déplacer lorsque les pignons progressent le long du trajet orbital autour du porte-outil.