Brevet FR2417363A1 — publié le 19790914

L'invention se rapporte à un mandrin de perçage, en particulier mandrin à resserrage, comprenant un corps de mandrin, un manchon de serrage rotatif monté coaxialement sur ce dernier et des mâchoires de serrage qui, en vue du serrage ou du desserrage, 5 peuvent être déplacées dans un organe de guidage conique grâce à un mouvement de rotation relatif du corps de mandrin et du manchon de serrage. Des mandrins de perçage de ce genre sont connus dans différentes formes d'exécution (cf par exemple le modèle d'utilité 10 allemand n° 72/22 008, le modèle d'utilité allemand n° 75/24 037 auquel correspond la demande de brevet français n° 76/20 631, la demande de brevet allemand n° 2 133 142 à laquelle correspond le brevet français n* 72/20 074, et la demande de brevet allemand n° 2 639 214 à laquelle correspond la demande de brevet français 15 n* 77/20 615). Us ont fait leurs preuves dans la pratique. Toutefois, des difficultés peuvent apparaître lorsque de tels mandrins sont utilisés pour un perçage avec percussion, car les vibrations apparaissant éventuellement peuvent causer des déplacements relatifs du manchon de serrage par rapport au corps de mandrin, qui se 20 manifestent par un relâchement du serrage de l'outil de perçage entre les mâchoires, de sorte que, même dans le cas de mandrins de perçage à resserrage, l'outil ne peut exercer sur le mandrin aucun couple de rotation pour produir» le resserrage. L'invention a pour but d'aménager un mandrin de perçage 25 du genre indiqué au début, de manière à écarter le risque d'un relâchement intempestif du serrage de l'outil, même dans les rudes conditions d'un perçage avec percussion. Ce but est atteint selon l'invention par le fait qu'entre le corps de mandrin et le manchon de serrage est prévu un disposi-30 tif à crans d'arrêt constitué par une couronne dentée coaxiale à l'axe du mandrin d'une part et par des organes d'arrêt venant en prise avec la couronne dentée sous l'action d'une force élastique d'autre part, que les organes d'arrêt se succèdent le long de la couronne dentée suivant un espacement mutuel qui est toujours 35 supérieur ou inférieur, d'une fraction de l'écartement des dents successives de la couronne dentée, à un multiple entier de cet écartement, que les organes d'arrêt en prise avec la couronne dentée bloquent le corps de mandrin et le manchon de ssrage vis-à-vis de mouvements de rotation relatifs dans le sans d'un desserrage 40 des mâchoires, mais permettent sans entrave des mouvements de 2 2417363 rotation relatifs dans le sens d'un serrage, et que tous les organes d'arrêt peuvent être effacés en même temps hors de prise avec la couronne dentée au moyen d'un organe de manoeuvre commun. De préférence, la fraction de l'écartement des dents de la couronne 5 dentée, de laquelle l'espacement des organes d'arrêt successifs est supérieur ou inférieur à un multiple entier de l'écartement des dents, est prise égale à l'inverse du nombre total d'organes d'arrêt, de sorte que la distance entre les positions de blocage successives du dispositif à crans d'arrêt est égale à ladite 10 fraction de l'écartement des dents, déterminée à partir du nombre total des organes d'arrêt. Par suite, l'invention assure tout d'abord que, pendant le fonctionnement du mandrin de perçage, le manchon de serrage ne peut tourner vis-à-vis du corps de mandrin dans le sens d'un 15 desserrage des mâchoires, car le dispositif à crans d'arrêt interdit un tel mouvement de rotation du manchon de serrage, sans empêcher des mouvements de rotation de sens inverse, donc un resserrage des mâchoires. Grâce à la distribution différente des dents de la couronne dentée d'une part et des organes d'arrêt 20 d'autre part, les positions d'arrêt, dans lesquelles au moins l'un des organes d'arrêt vient en prise avec l'une des dents pour assurer le blocage, sont sensiblement plus rapprochées entre elles que les dents de la couronne dentée, et cela d'autant plus que le nombre d'organes d'arrêt est plus grand. D'une part, la distance 25 entre les positions d'arrêt successives causant le blocage peut de ce fait être rendu aisément suffisamment petite pour que, compte tenu de la rigidité du mandrin, une rotation de l'une des positions d'arrêt à la position suivante reste pratiquement sans influence sur le serrage de l'outil; d'autre part, la valeur de l'écartement 30 des dents et, avec elle, la taille des dents elle-même peuvent cependant être choisies assez grandes pour que des surfaees suffisamment grandes soient disponibles pour l'appui de blocage des organes d'arrêt contre les dents et qu'un blocage sûr du mandrin vis_à-vis d'un relâchement du serrage soit assuré même lorsque le 35 blocage n'est fourni que par l'uncfes organes d'arrêt en prise avec l'une des dents de la couronne dentée. Une forme d'exécution préférée de l'invention est caractérisée par le fait que les organes d'arrêt sont des doigts d'arrêt qui sont guidés parallèlement à l'axe du mandrin et dont n ^ ^^ JQ Wa WO mao ] Jt rfentfi X& 3 2417365 couronne dentée, de sorte que les organes d'arrêt et les dents de la couronne dentée glissent les uns sur les autres par leurs faces obliques lors d'une rotation relative entre le corps de Mandrin et le manchon de serrage correspondant à un serrage des mâchoires, 5 mais viennent, dans le sens de rotation inverse, en situation de blocage par leurs faces à front raide. Avantageusement, les organes d'arrêt sont disposés dans le manchon de serrage et butent, en direction de leur venue en prise avec la couronne dentée fixée au corps de mandrin, contre une bague de manoeuvre formant l'organe 10 de manoeuvre, déplaçable axialement sur le manchon de serrage. On peut prévoir à cet effet que la bague de manoeuvre formant l'organe de manoeuvre embrasse par un rebord interne un épaulement des doigts formant les organes d'arrêt et soit guidée sur le manchon de serrage par une partie en forme de douille. De préférence, la 15 partie en forme de douille peut tourner entre des positions extrêmes dans l'une desquelles les organes d'arrêt sont libérés pour venir en prise avec la couronne dentée, tandis que dans l'autre position le rebord interne a reeulé axialement suffisamment pour que les organes d'arrêt butant contre le rebord interne soit mis hors de 20 prise avec la couronne dentée. La description qui va suivre, en regard des dessins annexés à titre d'exemples non limitatifs, permettra de bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. La figure 1 représente un mandrin de perçage à resser-25 rage selon l'invention, partie en élévation, partie en coupe axiale. La figure 2 représente une coupe transversale suivant la ligne II-II du mandrin de la figure 1. Sur le dessin, le corps de mandrin est désigné par la 30 référence 1 et.le manchon de serrage rotatif monté coaxialement sur celui-ei par la référence 2. Pour supporter le manchon de serrage 2, le corps de mandrin 1 possède un collet annulaire 3 qui est enfermé axialement entre un épaulement annulaire 4 du manchon de serrage 2 d'une part et des corps de roulement 5 d'autre part 35 qui sont maintenus par un anneau fileté 6 vissé dans le manchon de serrage 2. La référence la désigne une cavité filetée réalisée dans le corps de mandrin 1 pour recevoir la broche de perçage non représentée. Les mâchoires de serrage J sont disposées dans des fentes 8 du manchon de serrage 2 et sont déplaçablesdans une pièce 40 de guidage conique sous forme d'un cône de serrage 9 qui, dans le 4 2417363 présent exemple, forme une partie du manchon de serrage 2 et est vissé à cet effet dans un filetage 10 de ee dernier. Grâce au guidage des mâchoires 7 dans les fentes 8 du manchon 2, tout couple de rotation induit sur les mâchoires 7 par l'outil de perçage non 5 représenté se transmet en correspondance au manchon 2. Dans le présent exemple, les mâchoires 7 s'appuient par l'arrière sur une pièce de resserrage 11 qui peut tourner avec une tige filetée 12 passant dans un trou fileté 13 central du corps de mandrin 1. La pièce de resserrage 11 et, avec elle, la tige filetée 12 tournent 10 ainsi par rapport au corps de manckin 1 de la même manière que le manchon 2 et les mâchoires 7. Lorsque le manchon 2 tourne par rapport au eorps de mandrin 1, la tige filetée 12 de la pièce 11, entraînée alors en rotation d'une manière correspondante, subit un déplacement axial vers l'avant ou vers l'arrière suivant le sens 15 de rotation, ee qui a pour conséquence dans le premier cas un serrage et dans le deuxième cas un desserrage des mâchoires 7. Afin d'empêcher, après serrage de l'outil, toute rotation entre le corps de mandrin 1 et le manchon de serrage 2, qui pourrait conduire à un relâchement du serrage, entre le corps de 20 mandrin 1 et le manchon de serrage 2 est prévu un dispositif à crans d'arrêt, constitué par une couronne dentée 14 coaxiale à l'axe du mandrin d'une paît et par des organes d'arrêt 16 venant en prise avec la couronne dentée 14 sous l'action de ressorts 15 d'autre part. Les organes d'arrêt 16 se succèdent le long de la 25 couronne dentée 14 suivant un espacement mutuel qui, comme on peut le voir sur la figure 2, est toujours supérieur ou inférieur, d'une fraction de l'écartement des dents successives de la couronne dentée 14, à un multiple entier de cet écartement. Les organes d'arrêt 16 en prise avec la couronne dentée 14 bloquent le corps 30 de mandrin 1 et le manchon de serrage 2 vis-à-vis de mouvements de rotation relatifs dans le sens d'un desserrage des mâchoires 7, mais permettent sans entrave des mouvements de rotation relatifs dans le sens d'un serrage. En outre est prévu un organe de manoeuvre 17 commun à tous les organes d'arrêt 16, grâce auquel 35 ils peuvent être effacés en même temps hors de prise avec la couronne dentée 14. Plus en détail, la disposition prévue dans le présent exemple est telle que la fraction de l'écartement des dents de la couronne dentée 14, de laquelle l'espacement des organes d'arrêt 40 16 successifs est supérieur ou inférieur à un multiple entier de 5 2417363 1 *écartement des dents, est prise égale à l'inverse du nombre total d'organes d'arrêt 16. La distance entre les positions de blocage successives du dispositif à crans d'arrêt est donc égale à ladite fraction de l'écartement des dents, déterminée à partir 5 du nombre total des - - - organes d'arrêt 16. Dans le présent exemple, six organes d'arrêt sont prévus en tout, de sorte que la distance séparant les positions d'arrêt, dans lesquelles au moins l'un des organes d'arrêt 16 vient en situation de blocage contre l'une des dents de la couronne dentée 14, correspond au sixième 10 de l'écartement des dents de la couronne dentée. Les positions d'arrêt dans lesquelles le manchon 2 peut être bloqué par rapport au corps de mandrin 1 se trouvent ainsi plus proches les unes des autres que les dents de la couronne dentée. La valeur de l'écartement des dents et, par suite, la taille de celles-ci peuvent 15 ainsi être choisies relativement grandes par rapport à la distance séparant les positions d'arrêt successives causant le blocage, de sorte qu'il en résulte des surfaces d'appui suffisamment grandes entre les organes d'arrêt 16 et les dents de la couronne dentée 14 pour fournir un blocage sûr même lorsqu'il ne s'effectue que par des dents 20 l'appui d'un seul organe d'arrêt 16 contre 1 un^de la couronne dentée 14. Les organes d'arrêt 16 sont, dans le présent exemple, des doigts d'arrêt qui sont guidés parallèlement à l'axe du mandrin, reçoivent à leur intérieur les ressorts 15 et sont guidés 25 dans des trous borgnes 18 percés dans le manchon 2, tandis que les ressorts 15 s'appuient sur le fond des trous borgnes 18. La tête des doigts d'arrêt 16 a la forme d'une dent de scie de même que les dents de la couronne dentée 14. Les doigts d'arrêt 16 et les dents de la couronne dentée 14 peuvent ainsi glisser les uns sur 30 les autres par leurs faces obliques 19 lors d'une rotation relative entre le corps de mandrin 1 et le manchon de serrage 2 dans le sens d'un serrage des mâchoires 7; aucun effet de blocage n'apparaît alors. Par contre, ils viennent en situation de blocage par leurs faces à front raide 20 dans le cas d'une rotation en sens 35 inverse. La eouronne dentée 14 se trouve sur la faee inférieure d'une bague 22 fendue radialement et serrée sans possibilité de rotation sur le corps de mandrin 1 par une vis 21, cette bague reposant ainsi fermement sur le corps de mandrin 1. Leçérganes 40 d'arrêt 16 butent, en direction de leur venue en prise avec la 6 2417363 couronne dentée 14, contre une bague de manoeuvre formant l'organe de manoeuvre 17, déplaçable axialement sur le manchon de serrage 2. L'organe de manoeuvre 17 embrasse par un rebord interne 17.1 un épaulement 16.1 des doigts formant les organes d'arrêt 16 et est 5 guidée sur le manchon de serrage 2 par une partie I7.2 en forme de douille. Cette partie 17.2 peut tourner entre des positions extrêmes dans l'une desquelles (figure 1) les organes d'arrêt 16 sont libérés pour venir en prise avec la couronne dentée 14, tandis que dans l'autre position le rebord interne 17»1 a reculé 10 axialement suffisamment pour que les organes d'arrêt 16 butant coiire le rebord interne 17.1 soit mis hors de prise avec la couronne dentée 14. Bans le présent exemple, le déplacement axial de la bague de manoeuvre formant l'organe de manoeuvre 17 est obtenu, à partir de son mouvement de rotation, par le fait que le manehon 15 2 porte en plusieurs endroits des doigts de guidage 24 pénétrant dans des fentes obliques 23 de la partie en forme de douille 17.2. Lorsqu'on fait tourner l'organe de manoeuvre 17, il se déplace en même temps axialement suivant la pente des fentes obliques 23* 7 2417363 REVENDICATIONS i,- Mandrin de perçage, en particulier mandrin à resserrage, comprenant un corps de mandrin, un manchon de serrage rotatif monté coaxialement sur ce dernier et des mâchoires de serrage qui, 5 en vue du serrage ou du desserrage, peuvent être déplacées dans un organe de guidage conique grâce à un mouvement de rotation relatif du corps de mandrin et du manchon de serrage, caractérisé par le fait qu'entre le corps de mandrin (1) et le manchon de serrage (2) est prévu un dispositif à crans d'arrêt constitué par une 10 couronne dentée (14) coaxiale à l'axe du mandrin d'une" part et par des organes d'arrêt (16) venant en prise avec la couronne dentée (14) sous l'action d'une force élastique d'autre part, que les organes d'arrêt (16) se succèdent le long de la couronne dentée (14) suivant un espacement mutuel qui est toujours supérieur ou 15 inférieur, d'une fraction de l'écartement des dents successives de la couronne dentée (14), à un multiple entier de cet écartementv que les organes d'arrêt (16) en prise avec la couronne dentée (14) bloquent le corps de mandrin (l) et l^&anchon de serrage (2) vis-à-vis de mouvements de rotation relatifs dans le sens d'un 20 desserrage des mâchoires (7), mais permettent sans entrave des mouvements de rotation relatifs dans le sens d'un serrage, et que tous les organes d'arrêt (16) peuvent être effacés en même temps hors de prise avec la couronne dentée (14) au moyen d'un organe de manoeuvre (17) commun. 25 2.- Mandrin selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la fraction de l'écartement des dents de la couronne dentée (14), de laquelle l'espaeeœent des organes d'arrêt (16) successifs est supérieur ou inférieur à un multiple entier de l'écartement des dents, est prise égale à l'inverse du nombre 30 total d'organes d'arrêt (16), de sorte que la distance entre les positions de blocage successives du dispositif à crans d'arrêt est égale à ladite fraction de l'écartement des dents, déterminée à partir du nombre total des - - - - organes d'arrêt (lo). 3.- Mandrin selon la revendication 1 ou 2, caractérisé 35 par le fait que les organes d'arrêt (16) sont des doigts d'arrêt qui sont guidés parallèlement à l'axe du mandrin et dont la tête a la forme d'une dent de scie de même que les dents de la couronne dentée (14), de sorte que les organes d'arrêt (16) et les dents de la couronne dentée (14) glissent les uns sur les autres par 40 leurs faces obliques (19) lors d'une rotation relative entre le 8 2417363 corps de mandrin (1) et le manehon de serrage (2) correspondant à un serrage des mâchoires (7), mais viennent, dans le sens de rotation inverse, en situation de blocage par leurs faces à front raide (20). 5 4.- Mandrin selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que les organes d'arrêt (16) sont disposés dans le manchon de serrage (2) et butent, en direction de leur venue en prise avec la couronne dentée (14) fixée au eorps de mandrin (l), contre une bague de manoeuvre formant l'organe de 10 manoeuvre (17), déplaçable axialement sur le manchon de serrage (2). 5.- Mandrin selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la bague de manoeuvre formant l'organe de manoeuvre (17) embrasse par un rebord interne (17.1) un épaulement (16.1) des 15 doigts formant les organes d'arrêt (16) et est guidée sur le manchon de serrage (2) par une partie (17.2) en forme de douille. 6.- Mandrin selon la revendication 5, caractérisé par le fait que la partie en forme de douille (17.2) peut tourner entre des positions extrêmes dans l'une desquelles les organes d'arrêt 20 (16) sont libérés pour venir en prise avec la couronne dentée (14), tandis que dans l'autre position le rebord interne (17.1) a reculé axialement suffisamment pour que les organes d'arrêt (16) butant contre le rebord interne (17.1) soit mis hors de prise avec la couronnçôentée (14).