Brevet FR2495518A1 — publié le 19820611

La présente invention a pour objet une machine-outil équipable d'un mandrin pour la fixation d'un 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 ltextrémité 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 oonvergent 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 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. Le sens de l'alésage taraudé 4 est tel que le vissage du mandrin sur l'arbre moteur 15 se fasse sur la partie taraudée 16 de celui-ci, par rotation dans le même sens que le sens de rotation dudit arbre. En ce qui concerne le taraudage de ltécrou 10 et le filetage 12 des mors 6, ils sont ménagés dans un sens tel que le serrage soit réalisé par rotation de l'écrou dans un sens inverse au sens de rotation de l'arbre moteur. D'un point de vue pratique, le montage d'un outil tel qu'un foret â 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, les mandrins se desserrent en cours de fonctionnement, les fortes vibrations auxquelles ils sont soumis provoquant la rotation de ltécrou 10 dans le sens du desserrage. Plusieurs essais d'amélioration dedela tenue de l'outil ont eété tentés par augmentation des tensions axiales entre le corps 2 et l'écrou 10. Néanmoins, il stagit de solutions très complexes et coûteuses de mise en oeuvre, ne donnant pas toutes des résultats satisfaisants. La présente invention vise à remédier à ces inconvé- nients. A cet effet, la machine qu'elle concerne comprend, interposé entre le corps du mandrin et l'extrémité de l'arbre moteur en appui contre celui-ci, un élément de dureté inférieure à celle de l'acier constitutif du mandrin. La présence de cet élément, tout en ne perturbant pas la qualité de la percussion évite les vibrations provoquant le desserrage du mandrin. Avantageusement, cet élément en forme de bague de manière à permettre le passage du filetage de l'arbre moteur est réalisé en polyamide 66 arme de fibres de verre, tel que celui connu sous le nom commercial de ZYTEL. Selon une première forme d'exécution de l'invention, la bague est logée dans un évidement débouchant dans la face du mandrin située en regard de l'arbre moteur, cet évidement étant de profondeur au plus égale à ltépaisseur de la bague. Selon une seconde forme d'exécution, la bague est logée dans un évidement débouchant dans la face de ltarbre moteur située en regard du mandrin, la profondeur de l'ôvidement étant au plus égale à l'ôpaisseur de la bague. Selon une autre forme d'exécutlon, la bague est indépendante tant du mandrin que de l'arbre moteur, et placée entre ces deux éléments préalablement à chaque usage nécessitant un bon serrage. Avantageusement, la bague est revêtue, sur chacune de ses faces non encastrées dans un évidement, d'une collerette réalisée en un matériau plus dur. Cet agencement vise à améliorer la durée de vie de la bague en limitant l'usure de la partie principale de celle-ci grâce à la collerette Selon une autre possibilité, la bague est incluse entre deux douilles cylindriques et concentriques limitant respectivement sa périphérie et son ouverture centrale. De toute façon, 1'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs formes d'exécution de cette machine Figures 1 et 2 sont deux vues en coupe longitudinale d'un mandrin et de l'arbre moteur qui lui est associé, respectivement avant et après montage, la bague étant logée dans un évidement du mandrin Figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'une machine dans laquelle la bague est indépendante du mandrin et de l'arbre;; Figure 4 est une vue en perspective d'une variante dtexecution de la bague de protection Figure 5 est une vue en coupe longitudinale de l'extrémité de l'arbre moteur présentant un évidement pour l'engagement de la bague Figure 6 est une vue en coupe -- autre type de bague en cours d'engagement sur ltextrémité filetée de l'arbre moteur. Dans la forme d'exécution représentée aux figures 1 et 2, un évidement 17 est ménagé dans le corps 2 du mandrin, débouchant dans la face de celui-ci située en regard de l'arbre moteur 15. La section de cet évidement est au moins égale à celle de l'arbre moteur. Dans ltévidement 17 est logée une bague 18 de section correspondant à celle de ltévidement 17 et présentant une ouverture centrale pour le passage de la partie 16 de l'arbre 15. L'épaisseur de la bague 18 correspond à la profondeur de l'évidement 17. Dtun point de vue pratique et comme montré aux figures l et 2, lors de la fixation du mandrin sur l'arbre 15, l'appui de l'extrémité de l'arbre 15 se fait exclusivement sur la bague 18. Cette bague 18 est réalisée en un matériau plus souple que l'acier constitutif du mandrin, par exemple en un polyamide 66 armé de fibres de verre, tel que celui connu sous la dénomination commerciale de ZYTEL. Dans la forme d'exécution représentée a la figure 4, la bague 18 est équipée, sur l'une de ses faces, d'une collerette li réalisée en un matériau plus dur et destinée à réaliser sa protection. Dans le cas où la bague 18 est engagée dans un évidement, la collerette 19 doit être tournée du côté opposé au fond de ltévidement. Dans la forme d'exécution représentée à la figure 3, la bague 18 est indépendante à la fois du mandrin 2 et de l'arbre 15, et placée entre ces deux éléments préalablement à chaque montage du mandrin. Elle est protégée sur ses deux faces par les collerettes 19. Dans la forme d'exécution représentée à la figure 5, la bague 18 est engagée dans un évidement 20 de l'arbre moteur 15. Elle fait saillie de ltextrémité de l'arbre moteur, de telle sorte que l'appui entre le mandrin et l'arbre se fasse uniquement au niveau de la bague 18. Dans la forme d'exécution représentée à la figure 6, la bague 18, indépendante du mandrin 2 et de l'arbre 15, est incluse entre deux douilles métalliques concentriques 22 et 23 la limitant respectivement a'l'extérieur et à l'intérieur. Ces douilles 22 et 23 ont un rôle correspondant à celui des collerettes 19, quoique se présentant sous une forme différente. Comme il ressort de ce qui précède, l'invention apporte une grande amélioration à la technique existante en fournissant un dispositif évitant le desserrage des mandrins de fixation d'outils, de conception extrêmement simple car ne nécessitant pas de transformation ou seulement des transformations minimes du mandrin ou de l'arbre moteur, tout en étant d'une grande efficacité. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution de cette bague, décrites ci-dessus à titre d'exemples ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation. - REVENDICATIONS 1. - Machine-outil équitable d'un mandrin pour la fixation d'un outil, caractérisée en ce qu'elle comprend, interposé entre le corps (2) du mandrin et l'extrémité de l'arbre moteur (15) en appui contre celui-ci, un élément (18) de dureté inférieure à celle de l'acier constitutif du mandrin. 2. - Machine-outil selon la revendication 1, caractérisée en ce que ltélément (18) est en forme de bague, dont l'ouverture centrale permet le passage de ltextrémité filetée (16) de l'arbre moteur (15). 3. - Machine-outil selon la revendication 2, caractérisée en ce que la bague est réalisée en polyamide 66 armé de fibres de verre, tel que celui connu sous le nom commercial de ZYTEL. 4. - Machine-outil selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que la bague (18) est logée dans un évidement (17) débouchant dans la face du mandrin (2) située en regard de l'arbre moteur (15), cet évidement (17) étant de profondeur au plus égale à ltépaisseur de la bague (18). 5. - Machine-outil selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérlsée en ce que la bague (18) est logée-dans un évidement (20) débouchant dans la face de l'arbre moteur (15) située en regard du mandrin (2), la profondeur de 1ltévidement (20) étant au plus égale à ltépaisseur de la bague. 6. - Machine-outil selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que la bague (18) est indépendante tant du mandrin (2) que de l'arbre moteur (15), et placée entre ces deux éléments préalable- ment à chaque usage nécessitant un bon serrage. 7. - Machine-outil selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisée en ce que la bague (18) est revêtue, sur chacune de ses faces non encastrées dans un évidement, d'une collerette (19) réalisée en un matériau plus dur. 8. - Machine-outil selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisée en ce que la bague (18) est incluse entre deux douilles (22, 23) cylindriques et concentriques limitant respectivement sa périphérie et son ouverture centrale.