Brevet FR2468429A1 — publié le 19810508

Mandrin, notamment pour perceuses. La présente invention se rapporte à un mécanisme porte-foret ou mandrin perfectionné. Les mandrins ou porte-forets de perceuses, du type comprenant trois pattes de serrage montées à l'intérieur d'une douille cylindrique conte- nant toutes les pièces composant le mécanisme, sont connus depuis de nombreuses années. On sait également que les trois pattes de serrage dépassent de l'extrémité avant du mandrin et qu'elles sont capables de se déplacer simultanément de l'intérieur vers l'extérieur ou de l'exté- rieur vers l'intérieur, afin de rapprocher ou d'écarter leurs extrémités frontales constituant la machoire de fixation du foret; ledit mouvement de rapprochement ou d'écartement étant commandé à l'aide d'une clé à pignon conique coopérant avec une denture conique complémentaire ménagée à l'avant de la douille précitée, de sorte qu'en faisant tourner ladite clé à pignon dans un sens ou dans l'autre, la douille tourne également de manière correspondante et transmet son mouvement giratoire aux éléments placés en son intérieur, de sorte qu'il en résulte une avance ou un recul des trois pattes de serrage. D'autre part, on sait également qu'il existe un grand nombre de disposi- tifs mécaniques assurant la transmission du mouvement giratoire de la douille aux pattes de serrage pour qu'elles avancent ou reculent. Cepen- dant, on peut affirmer que la majorité des techniques actuellement connues utilisent des pattes pourvues sur leur dos d'une denture du type crémaillère sur laquelle agit un filetage de taraudage comme, par exemple, le filetage du taraudage d'une bague ou d'une couronne faisant partie des éléments internes de la douille. Ce type de structures connues, comme celui qui vient d'être décrit, présente d'importants inconvénients de caractère constructif, lesquels se répercutent négativement sur les coûts de fabrication. En effet, l'exécution de la crémaillère sur le dos des trois pattes de serrage est une opération qui est extrêmement coûteuse en soi, car ces dernières doivent être soumises à une phase spéciale d'usinage que les spécialistes reconnaissent comme délicate par suite du haut degré de précision néces- saire et, dans les fabrications de grande qualité, on ne peut atteindre cette précision que moyennant l'exécution d'une phase de rectification capable de diminuer la marge de tôlérances. Incontestablement, ces opérations sont onéreuses et longues à exécuter. - 2 - D'autre part, du point de vue mécanique et des coûts de fabrication, constitue également un important inconvénient desdits mandrins connus, le fait qu'afin de pouvoir procéder à leur montage, la bague taraudée qui agit sur le dos respectif des trois pattes de serrage, doit être partagée. Le mandrin ou mécanisme porte-foret perfectionné qui fait l'objet de la présente invention, apporte une solution pleinement satisfaisante aux deux problèmes susmentionnés, en vue de quoi il modifie substantiellement la structure interne des mécanismes déjà connus. Comme conséquence des innovations structurales précitées, est également nouvelle, la manière dont les éléments internes qui composent le mandrin sont en relation entre eux. La présente invention se rapporte à un mandrin perfectionné comprenant une douille cylindrique taraudée,fermée,à l'arrière, par un couvercle pourvue frontalement d'une denture conique, un corps-porteur logé à l'intérieur de cette douille cylindrique et fixé à l'aide d'une bague d'arrêt, et trois pattes de serrage montées dans ledit corps-porteur, ledit mandrin étant caractérisé par le fait de comporter une pièce annulaire d'entraînement monobloc pourvue d'un filetage externe qui se visse à l'intérieur de la douille cylindrique et possède sur son bord antérieur trois logements à entrée étroite distribués d'une manière équidistante, et étant également caractérisé par le fait que la portion intermédiaire ou centrale du corps desdites pattes est complètement cylindrique et que chacune de ces dernières comporte, à son extrémité postérieure, deux crans opposés délimitant une tête de liaison engagée dans l'un des trois logements de ladite pièce annulaire d'entraînement. De façon classique, les extrémités antérieures des trois pattes qui sont les extrémités de serrage, dépassent de l'extrémité frontale du mandrin. Dans ce but, lesdites pattes traversent l'intérieur du corps- porteur lequel présente, à cet effet, trois orifices longitudinaux équidistants également éloignés de la zone centrale dudit corps-porteur et qui convergent vers l'avant pour former une unique embouchure axiale commune. Conformément aux caractéristiques du mécanisme selon l'inven- tion, l'avance et le recul des trois pattes se produisent lorsque la pièce annulaire d'entraînement précédemment décrite avance ou recule du fait que cette dernière est assujettie aux trois pattes de serrage. D'autre part, pour que la pièce annulaire d'entraînement puisse avancer ou reculer, il est nécessaire de faire tourner la-douille qui se visse sur elle. En effet, étant donné que la pièce annulaire d'entraînement -3ne-peut tourner compte tenu du fait qu'elle est solidaire des pattes de serrage qui ne peuvent se mouvoir que dans le sens longitudinal, cette pièce annulaire se trouve immobilisée en rotation et n'est capable de se mouvoir que dans le sens longitudinal. Pour compléter l'explication du fonctionnement de ce nouveau mécanisme de porte-foret, il suffit uniquement d'ajouter que la rotation de la douille s'effectue comme dans la majorité des mandrins connus; c'est-à-dire qu'on manoeuvre la douille rotative à la main pour obtenir les déplacements des pattes de serrage lorsqu'il n'y a pas de résistance spéciale; tandis que pour les actions de serrage énergique et de desserrage, on utilise, comme outil auxiliaire, une clé à pignon à denture conique qui, pivotant dans l'orifice correspondant ménagé dans la paroi latérale de l'extrémité antérieure émergente du corps-porteur, engrène avec la denture conique que présente, à cette fin, le bord frontal de ladite douille. Ces buts, avantages et caractéristiques, et d'autres encore, ressortiront mieux de la description qui suit et des dessins annexés dans lesquels: La figure 1 est une vue éclatée en perspective d'un exemple d'exécution du mandrin selon l'invention, dans laquelle apparaissent les éléments composants disposés en alignement longitudinal. La figure 2 est une vue en plan de la partie postérieure du mandrin. La figure 3 est une vue en coupe suivant la ligne III-III de la figure 2, c'est-à-dire, selon une coupe longitudinale dans laquelle on peut voir la structure interne du mécanisme. La figure 4 est une vue de détail et en coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 1. Comme on peut le constater sur les dessins, le mandrin ou mécanisme porteforet comprend, de façon classique, une douille cylindrique 1 à l'intérieur de laquelle est logé un corps-porteur 2 comportant, dans sa portion intermédiaire, un rebord périphérique 3 s'appuyant sur la face interne d'un épaulement circulaire complémentaire 4 dirigé vers l'intérieur, que présente ladite douille cylindrique au voisinage de son ouverture frontale 5. L'assemblage de la douille 1 et du corps- porteur 2 est assuré au moyen d'une bague d'arrêt 6 logée dans une rainure circulaire 7 que présente périphériquement ledit corps-porteur a l'avant de son rebord circulaire 3. La distance existant entre ledit rebord périphérique 3 et la bague d'arrêt 6 est plus importante que l'épaisseur de l'épaulement circulaire - 4- 4, afin que la douille cylindrique 1 puisse tourner librement autour de son axe longitudinal. Les éléments mécaniques 1 à 7 susmentionnés appartiennent, avec de légères variantes structurales, à l'état de la technique connue relative aux mé- canismes porte-foret et cela depuis de très nombreuses années. Selon une première caractéristique de l'invention, la portion intermédiaire ou centrale 8 du corps des pattes de serrage 9 est complètement cylindri- que et ces dernières comportent, au voisinage de leur extrémité arrière, des crans 10 diamétralement opposés et délimitant une tête de liaison iQa constituant l'extrémité postérieure desdites pattes de serrage. D'autre part, le mandrin selon l'invention comprend une pièce annulaire d'entraInement Il laquelle est formée d'une seule pièce et possède, sur son bord frontal 12, trois logements 13 à entrée étroite 14, distribués de manière équidistante. Ces logements ont avantageusement une section en T et leur entrée étroite 14 est délimitée par deux épaulements 14a disposés en regard l'un de l'autre. L'entrée étroite 14 autorise le passage de la partie rétrécie de la patte de serrage correspondante résultant de la présence des entailles ou crans 10, et la tête iOa de cette dernière prend appui sur la face postérieure des épaulements 14a. La section des logements 13-14 de la pièce annulaire Il et le profil longitudinal de la portion postérieure 10-iDa des pattes de serrage 9 considéré perpendiculairement aux axes des entailles 10, ont une conformation complémentaire. La pièce annulaire d'entrainement-Il est pourvue d'un filetage à filet externe 15, lui permettant de s'accoupler par vissage avec le filetage de vis ou taraudage complémentaire 16 que présente la douille cylindrique 1 sur sa face interne. Est également nouvelle, selon l'invention, la manière dont les trois pattes de serrage 9 s'accouplent avec la pièce annulaire d'entraînement 11. L'accrochage s'effectue par pénétration de l'extrémité arrière desdites pattes 9 à l'intérieur des logements 13. Dans ce but, sont spécialement utiles les crans ou renfoncements 10 qui permettent de surmonter l'entrée étroite 14 desdits logements 13. Sur la figure 4, on a détaillé cette caractéristique du mécanisme; la flèche Fl indique le mouvement nécessaire pour la manoeuvre de montage. L'ensemble formé par la pièce annulaire d'entraînement Il et les trois pattes de serrage 9 reste accouplé sans possibilité de démontage du fait que lesdites pattes 9 sont introduites dans les trois orifices longitudinaux 17 du corps-porteur 2. Ces trois orifices longitudinaux 17 convergent et débouchent dans une embouchure axiale 18 qui est commune à tous et de laquelle dépassent les extrémités avant d'accrochage 19 des pattes 9. D'autre part, l'ensemble formé par les trois pattes 9, la pièce annulaire d'entraînement 11 et le corps-porteur 2 est logé dans la douille cylin- drique 1 entourant ledit ensemble. Un couvercle 20 obture l'extrémité postérieure de cette dernière, ce couvercle présentant, au centre, une ouverture circulaire 21 qui permet le libre accès à l'extrémité arrière 22 du corps-porteur 2, laquelle est destinée à s'accoupler avec l'axe moteur de la perceuse sur laquelle le mécanisme porte-foret ou mandrin doit être adapté. D23façon classique, cet accouplement s'effectue au moyen-d'un taraudagëTque comporte l'extrémité arrière 22 du corps- porteur 2. On conçoit que l'ensemble 9-11 étant immobilisé en rotation du fait que les pattes 9 sont logées dans les orifices 17 que présente le corpsporteur fixe 2, et la douille cylindrique 1 étant immobilisée en translation axiale du fait que son épaulement circulaire se trouve retenu entre le rebord 3 et la bague d'arrêt 6 dudit corps-porteur, tout mouvement de rotation de ladite douille cylindrique entraine un mouvement de transla- tion axiale dudit ensemble 9-11. A la figure 3, on a indiqué,à l'aide de la flèche double F2, les deux sens possibles de déplacement en direction longitudinale, de la pièce annulaire d'entraînement 11, laquelle entraîne vers l'avant ou vers l'arrière les pattes 9 selon le sens de rotation de la douille cylindrique 1, de manière à obtenir que les extrémités frontales d'accrochage 19 desdites pattes se rapprochent ou s'éloignent. Enfin, on rappelle qu'il est connu de prévoir sur le bord frontal de ladouille cylindrique 1, une denture conique 24 à laquelle on peut appliquer une force importante à l'aide d'une clé à pignon (non illustré - sur les dessins) à denture conique complémentaire. La portion émergente du corps-porteur 2 est pourvue, latéralement, d'orifices 25 pour le centrage de ladite clé à pignon. - 6 - R E V E N D I C A T I O N S 1. - Mécanisme porte-foret ou mandrin perfectionné, notamment pour perçeuses, comprenant une douille cylindrique (1) dotée d'un taraudage (16) et un corps-porteur (2) logé à l'intérieur de ladite douille cylin- drique immobilisée en translation axiale par rapport audit corps-porteur dans lequel sont montées trois pattes de serrage (9),caractérisé en ce qu'il comprend une pièce annulaire d'entraînement monobloc (11), pourvue d'un filetage de vis externe (15) se vissant à l'intérieur de la douille cylindrique (1) avec la faculté de se déplacer en un mouvement longitudi- nal de translation en avant ou en arrière suivant le sens de rotation de ladite douille cylindrique qui la contient, ladite pièce annulaire d'entraînement (11) entraînant dans son mouvement de translation axiale les trois pattes de serrage (9) dont les extrémités postérieures sont engagées dans des logements (13) ménagés sur le bord frontal (12) de la pièce annulaire. 2. - Mécanisme porte-foret ou mandrin perfectionné selon la revendication 1, caractérisé en ce que la portion intermédiaire ou centrale (8) du corps desdites pattes de serrage (9), est totalement cylindrique. 3. - Mécanisme porte-foret ou mandrin perfectionné selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdites-pattes de serrage (9) présentent, dans leur portion postérieure, des crans ou renfonce- ments opposés (10) permettant l'engagement de chacune d'entre-elles dans son logement respectif (13-14) ménagé sur le bord antérieur de la pièce annulaire d'entraînement (11). 4. - Mécanisme porte-foret ou mandrin perfectionné selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les trois logements (13) de la pièce annulaire (11) se trouvent distribués de manière équidistante sur le bord frontal (12) de cette dernière en présentant une entrée étroite (14) dont la largeur est légèrement supérieure à la largeur des pattes de serrage (9) dans la région des crans ou renfoncements (10) de manière à permettre l'engagement et l'accrochage de l'extrémité posté- rieure desdites pattes dans son logement respectif. - 7 - 5. - Mécanisme porte-foret ou mandrin perfectionné, selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les logements (13-14) ménagés sur le bord frontal (12) de la pièce annulaire d'entraînement (11) ont une section en T, l'entrée étroite (14) desdits logements étant délimitée par deux épaulements (14a) disposés en regard l'un de l'autre. 6. - Mécanisme porte-foret ou mandrin perfectionné, selon l'une quelconque des revendications 1 a 5, caractérisé en ce que les crans opposés (10) des pattes de serrage (9) délimitent une tête de liaison (10a) constituant l'extrémité postérieure desdites pattes de serrage et permettant l'accro- chage de ces dernières dans leur logement respectif. 7. - Mécanisme porte-foret ou mandrin perfectionné suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la section des logements (13-14) de la pièce annulaire (11) et le profil longitudinal de la portion postérieure (10-lOa) des pattes de serrage (9) ont une conformation complémentaire.