Brevet FR2447767A1 — publié le 19800829

La présente invention a pour objet un mandrin de fixation d'un outil sur une machine outil. Des mandrins sont fréquemment utilisés pour la fixation d'outils tels que des forets à queues cylindriques sur des machines constituées par exemple par une perceuse électrique. Un mandrin comporte par exemple, et comme montré à la figure 1 du dessin schématique annexé, un corps constitué par deux parties cylindriques, respectivement 2 et 3 de sections différentes. La partie cylindrique de plus grande section est située du côté de la machine et comporte des moyens de fixation constitués par exemple par un alésage axial taraudé 4. A l'extrémité de plus petite section débouchent des alésages 5 cylindriques inclinés, d'un angle de l'ordre de 150 dans le cas présent par rapport à l'axe du corps, l'inclinaison des alésages étant telle qu'ils convergent du côté de plus petite section. Chaque alésage 5 sert au logement d'un mors 6. de forme cylindrique. Dans la forme d'exécution représentée au dessin, ces mors sont au nombre de trois, chacun de ceux-ci présentant, à proximité de son extrémité libre et du côté intérieur, un chanfrein 7, de telle sorte que le serrage de l'outil se fasse au contact de trois arêtes appartenant aux trois mors. La partie de plus grande section 2 du corps est entourée d'une chemise 8 susceptible de pivoter relativement à elle. Cette chemise 8 est moletée extérieurement de manière à faciliter sa manoeuvre. A l'intérieur d'un évidement périphérique 9 ménagé dans la partie 2 du corps est logé un écrou 10, qui est bloqué au contact de la face interne de la chemise 8 et est donc solidaire en rotation de celle-ci. L'écrou 10 coopère avec des parties filetées 12 que comporte chaque mors. Le pivotement de la chemise 8 relativement au corps va provoquer un déplacement des mors 6 correspondant à un rapprochement ou à un écartement de ceux-ci suivant le sens de rotation adopté. L'extrémité de la chemise 8, située du côté de fixation de l'outil, comporte une crémaillère 13 pouvant être actionnée à l'aide d'une clé présentant une denture périphérique, qui est positionnée et guidée par engagement de son extrémité dans un alésage radial borgne 14 ménagé dans la partie antérieure 3 du corps. D'un point de vue pratique, le montage d'un outil tel qu'un foret à queue cylindrique est réalisé de la manière suivante. Les mors 6, étant en position écartée, la queue cylindrique du foret est engagée entre ceux-ci après quoi la chemise 8 est actionnée en rotation de manière à assurer le serrage de la queue de l'outil par rapprochement des mors 6. Une fois le serrage obtenu, le blocage est réalisé par l'intermédiaire de la clé coopérant avec la crémaillère 13. Ce blocage ne donne, néanmoins, pas satisfaction dans toutes les applications. C'est ainsi notamment que, lors de l'utilisation sur une perceuse à percussion de forte puissance, supérieure à 500 W, et sur les marteaux électriques, les mandrins se desserrent en cours de fonctionnement, les fortes vibrations auxquelles ils sont soumis provoquant la rotation de écrou 10 dans le sens du desserrage. Il a été imaginé de remédier à cet inconvénient en montant å la partie postérieure du mandrin, c'est-à-dire du côté de celui-ci tourné vers la machine un joint torique en élastomère entre le corps et la chemise 8. Cette solution qui donne un résultat relativement acceptable en ce qui concerne la qualité du blocage, dans les conditions indiquées ci-dessus, présente l'inconvénient de ne pas permettre une manoeuvre manuelle de la chemise relativement au corps, compte tenu des résistances de frottement importantes à vaincre. Cette rotation ne peut être obtenue que par utilisation d'une clé agissant sur la crémaillère 13, cela constitue donc une perte de temps extrêmement importante pour des personnes utilisant quotidiennement et successivement plusieurs forets de diamètres différents. Une autre solution consiste à prévoir une ou des vis radiales de pression assurant l'immobilisation en rotation de la chemise 8 sur le corps 2 en période de travail. Cette solution présente l'inconvénient d'introduire des masses en mouvement, de manière non symétrique par rapport à l'axe de rotation. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients. A cet effet, le mandrin qu'elle concerne, du type précité, possède des moyens aptes à créer en position de blocage des contraintes axiales entre les faces en regard de l'écrou et du corps. Il est donc procédé au serrage et au blocage de façon classique de l'outil, puis à la création de contraintes axiales entre les faces en regard de l'écrou et du corps avant utilisation de la machine. Selon une forme d'exécution de l'invention, les moyens créant des contraintes axiales entre les faces en regard de l'écrou et du corps, sont constitués par une bague qui, entourant la partie du corps dépassant de la chemise du côté de la machine, présente une partie filetée coopérant avec une partie taraudée de la chemise, cette bague possèdant au moins une surface d'appui sur un épaulement que présente le corps, cet épaulement étant tourné du côté de la machine. Une fois le blocage de l'outil réalisé, il suffit de faire tourner la bague, de telle sorte qu'elle tende à déplacer axialement la chemise 8 relativement au corps 2, de manière à créer des contraintes axiales entre l'écrou 10 et le corps 2. Afin de faciliter la manoeuvre et le blocage de cette bague, celle-ci comporte une partie en forme de crémaillère, le prolongement du corps du côté de la machine présentant au moins un alésage radial borgne pour l'engagement et le guidage d'une clé présentant une denture coopérant avec la crémaillère de la bague. Selon une autre caractéristique de l'invention, les faces en contact de la bague et de l'épaulement sont transversales à ltaxe du mandrin. Selon une variante d'exécution de ce mandrin, les faces en contact de la bague et du corps sont inclinées de l'intérieur vers l'extérieur et de l'extrémité du mandrin situé du côté de la machine vers son extrémité libre. Cette dernière solution peut être intéressante car l'effet de la bague permet de combiner des contraintes axiales et des contraintes radiales De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit en référence aux figures 1 et 2 du dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de ce mandrin Figure 1 en est une vue en perspective, une partie ayant été arrachée Figure 2 représente deux demi-coupes longitudinales de ce mandrin, respectivement avant et après serrage de la bague. Le corps du mandrin possède un prolongement 15 à son extrémité située du côté de la machine. Sur ce prolongement est engagée une bague 16 présentant une partie filetée 17 coopérant avec un taraudage 18 ménagé dans la chemise 8. La bague 16 présente, en outre, une surface d'appui 19 sur un épaulement 20 que présente la partie 15 du corps. Dans la forme d'exécution représentée au dessin, les faces 19 et 20 venant en contact et appartenant respectivement à la bague 16 et au corps 15 sont situées dans un plan tranversal à l'axe du mandrin. Pour faciliter sa manoeuvre, la bague 16 présente, ménagée dans sa face tournée vers la machine, une crémaillère 22 actionnable par une clé à denture périphérique dont l'extrémité est engageable dans un alésage borgne 23 de la partie 15 du corps. A supposer que le filetage 17 possède un pas à droite, l'utilisation de ce mandrin est la suivante. Une fois le foret 24 bloqué de manière traditionnelle dans le mandrin, la bague 16 étant en position desserrée comme montré à la partie droite de la figure 2, il est procédé au vissage de celle-ci dans la chemise 8 par rotation à droite. Au cours du blocage obtenu en utilisant la crémaillère 22, la bague 16 tend à tirer la chemise 8 et par suite l'écrou 10 en direction de la machine. Ce serrage correspond à l'apparition de contraintes axiales entre les faces en regard de l'écrou 10 et de la partie 2 du corps. Ces contraintes évitent tout risque accidentel de rotation de écrou dans des conditions d'utilisation extrêmes, par exemple percussion sur une machine d'une puissance supérieure à 500 W ou à l'aide d'un marteau électrique. Pour démonter l'outil, il suffit de procéder de façon inverse, ctest-à-dire desserrer la bague 16 avant d'effectuerde demanière traditionnelle, les opérations de déblocage et de desserrage. Il ressort de ce qui précède que l'invention apporte une grande amélioration à la technique existante en fournissant un dispositif évitant tout risque de desserrage d'un outil monté dans un mandrin, même sous l'effet de vibrations importantes, ce résultat étant obtenu à l'aide d'un agencement simple n'augmentant pas sensiblement l'encombrement de l'appareil. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécutionde ce mandrin,décrite ci-dessus à titre d'exemple ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation. C'est ainsi notamment que les positions relatives du taraudage ménagé dans la chemise et de l'épaulement ménagé sur le corps pourraient être inversées, que les faces de contact entre la bague et le corps pourraient être inclinées, ou que ce mandrin pourrait comporter des mors différents tant en nombre qu'en forme sans que lton sorte pour autant du cadre de l'invention. - REVENDICATIONS 1. - Mandrin de fixation d'un outil sur une machine outil du type comprenant un corps constitué par deux parties cylindriques coaxiales et de sections différentes dont la partie de plus grande section comporte des moyens de fixation sur une machine, et à l'extrémité de plus petite section duquel débouchent des alésages cylindriques inclinés par rapport à l'axe du corps et convergeant du côté de plus petite section, chaque alésage servant au logement et au guidage d'un mors de serrage de l'outil, la partie de plus grande section du corps étant entourée d'une chemise susceptible de pivoter autour du corps, sur la face interne de laquelle est bloqué en rotation un écrou qui, logé dans un évidement périphé- rique du corps, coopère avec des parties filetées que comporte chaque mors, caractérisé en ce qu'il possède des moyens aptes à créer en position de blocage des contraintes axiales entre les faces en regard de l'écrou et du corps. 2. - Mandrin selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens créant des contraintes axiales entre les faces en regard de l'écrou et du corps, sont constitués par une bague qui, entourant la partie du corps dépassant de la chemise du côté de la machine, présente une partie filetée coopérant avec une partie taraudée de la chemise, cette bague possèdant au moins une surface d'appui sur un épaulement que présente le corps, cet épaulement étant tourné du côté de la machine. 3. - Mandrin selon la revendication 2, caractérisé en ce que la bague comporte une- partie en forme de crémaillère, le prolongement du corps du côté de la machine présentant au moins un alésage radial borgne pour l'engagement et le guidage d'une clé présentant une denture coopérant avec la crémaillère de la bague. 4. - Mandrin selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que les faces en contact de la bague et de ltépaulement sont transversales à l'axe du mandrin. 5. - Mandrin selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que les faces de contact de la bague et du corps sont inclinées de l'intérieur vers l'extérieur et de ltextrémité du mandrin situé du côté de la machine vers son extrémité libre.