Brevet FR2543044A1 — publié le 19840928

MANDRIN POUR PERCAGE AVEC PERCUSSION L'invention concerne un mandrin pour outils à fonctionnement rotatif et rotopercutant, en particulier pour marteaux perforateurs, comportant au moins deux mors de serrage réglables radialement, dont la portée de serrage dirigée vers le centre présente une surface de guidage galbée de façon concave destinée à épouser le contour extérieur de l'outil et une saillie dominant vers le centre la surface de guidage, disposée axiale- ment, servant à la transmission de la rotation et au maintien axial, et s'emboîtant dans des évidements ménagés dans l'outil. Parmi les mandrins pour fonctionnement rotatif et rotopercutant, il faut faire la distinction entre deux modes de serrage fondamentalement différents l'un de l'autre Avec le premier mode de serrage, principalement utilisé pour les mandrins de machines à percussion, les mors de serrage sont appliqués radialement contre la tige de l'outil La transmission du couple de rotation ainsi que partiellement aussi de l'énergie de percussion des mors de serrage à l'outil s'effectue alors par ver- rouillage par frottement Le couple de rotation trans- missible à l'outil de perçage par serrage par frottement est toutefois limité Un autre inconvénient de cette solution réside dans le fait que tout le mandrin parti- cipe à la transmission de la percussion et qu'ainsi une partie importante de l'énergie de percussion est inuti- lement perdue ou dissipée sous forme de chaleur. Un autre mode de réalisation consiste à ce que l'outil de perçage soit guidé dans le mandrin et présen- te une certaine mobilité axiale Des saillies disposées sur les mors de serrage et s'emboîtant dans des évide- ments ménagés sur l'outil, servent alors à la transmis- sion du couple de rotation ainsi qu'au maintien axial de l'outil La transmission de l'énergie de percussion se fait directement à la tige de l'outil Le mandrin lui-même ne participe donc pas à la transmission de l'énergie de percussion. Un mandrin connu présente des mors de serrage munis de saillies, mors qui offrent une surface de gui- dage galbée de façon concave pour épouser le contour extérieur de l'outil, à l'endroit ot les saillies sont disposées pour s'emboîter dans l'outil Le centrage et le guidage de l'outil de perçage sont ainsi effectués par l'extrémité des mors de serrage située à l'avant dans la direction du perçage La longueur de guidage possible à cet endroit des mors de serrage est très limitée Comme l'outil doit présenter un certain jeu radial pour sa mobilité axiale dans la zone de guidage, la courte surface de guidage peut provoquer un flotte- ment de l'outil dans le mandrin Un tel flottement de l'outil dans le mandrin peut avoir pour conséquence que la pointe de l'outil peut s'écarter de plusieurs milli- mètres de l'axe du trou. L'invention se propose comme objectif, d'offrir un mandrin qui permette un bon guidage de l'outil de perçage. Selon l'invention, cet objet est atteint par le fait que les mors de serrage présentent deux surfaces de guidage attenantes à la saillie et disposées de part et d'autre. Les surfaces de guidage sont ainsi disposées par paires Ceci permet une répartition égale des forces de contact Les forces de contact survenant dans la zone des surfaces de guidage lors d'un effort transver- sal sur l'outil de perçage sont considérablement rédui- tes en comparaison de ce qu'elles sont avec une surface de guidage unique. Pour un bon guidage de l'outil de perçage, les surfaces de guidage doivent être-situées aussi loin que possible l'une de l'autre Il convient donc que dans le sens axial les mors de serrage présentent deux surfaces de guidage attenantes à la saillie, et disposées de part et d'autre Une telle disposition des surfaces de guidage entraîne de grands écartements et par conséquent des forces de contact relativement faibles. Un autre mode de réalisation avantageux consiste à ce que les mors de serrage présentent deux surfaces de guidage attenantes à la saillie et disposées de part et d'autre dans le sens du pourtour Les surfaces de gui- dage sont donc disposées parallèlement à la saillie. Ceci permet une grande longueur de guidage d'o résul- tent une grande surface de prise des mors de serrage sur l'outil et donc une faible pression Grâce à cette faible pression, l'usure due au mouvement relatif entre l'outil et les mors de serrage est considérablement réduite. Pour assurer la fonction du maintien axial ainsi que celle de la transmission du couple de rotation, il suffit, en principe, d'une saillie sur les mors de ser- rage Pour une répartition plus régulière de-la pression sur la surface servant à la transmission du couple de rotation, il est pourtant opportun de préyoir deux saillies séparées l'une de l'autre dans le sens axial. Une telle disposition des saillies apporte une surface de guidage complémentaire entre les deux saillies Pour que cette surface de guidage complémentaire vienne en portée, il faut évidemment que l'outil soit aussi prévu avec deux évidements séparés l'un de l'autre dans le sens axial. L'invention va ci-après être décrite de manière plus détaillée au moyen d'un mode de réalisation repré- senté sur le dessin à titre d'exemple Sur ce dessin: La figure 1 représente un mandrin selon l'invention avec un outil, représenté partiellement en coupe, la figure 2 représente une coupe du mandrin repré- senté sur la figure 1, effectuée selon le plan II-II, et la figure 3 représente, en perspective, un mors pour un mandrin selon la figure 1. Le mandrin visible sur la figure 1 est essentiel- lement constitué d'un corps de mandrin désigné globale- ment par 1, d'une douille de réglage désignée globale- ment par 2 et de mors de serrage réglables radialement, désignés ensemble par 3 La douille de serrage 2 est reliée au corps de mandrin 1 par un filetage intérieur 2 a ainsi qu'un filetage extérieur la Les mors de ser- rage 3 présentent une ouverture 3 a destinée au passage d'une bague ressort 4 repoussant les mors de serrage 3 radialement vers l'extérieur contre un cône 2 b Les mors de serrage 3 peuvent se déplacer radialement dans des fentes longitudinales lb du corps de mandrin 1. Dans le corps de mandrin 1 se trouve en outre un percu- teur 5-mobile axialement Le percuteur 5 sert à trans- mettre l'énergie de percussion à la tige d'un outil désigné globalement par 6 La tige 6 est munie d'évide- ments 6 a dans lesquels les saillies 3 b des mors de ser- rage 3 viennent s'emboîter Les mors de serrage 3 pré- sentent en outre des surfaces de guidage 3 c attenantes aux saillies 3 b pour épouser le contour extérieur de la tige 6 de l'outil. La coupe du mandrin selon la figure 1 qui est repré- sentée sur la figure 2, montre la portée de serrage des mors de serrage 3 avec les saillies 3 b emboîtées dans les évidements 6 a de la tige 6 de l'outil Les mors de serrage présentent en outre des surfaces de guidage 3 d contig Ues aux saillies 3 b dans le sens transversal Les surfaces de guidage 3 d disposées sur le côté des saillies 3 b sont de forme concave et permettent un bon guidage et un bon centrage de la tige 6 Pour éviter une définition géométrique surabondante, les saillies 3 b sur les mors de serrage 3 présentent un jeu radial par rapport aux évidements 6 a de la tige 6 Les surfaces de guidage 3 d sont définies par le diamètre des tiges qui doivent être serrées dans le mandrin A partir du diamètre no- minal, d'autres diamètres de tige de l'outil conduisent à une réduction de la surface de contact des mors de serrage 3 sur la tige 6 de l'outil. La représentation en perspective d'un mors de ser- rage 3 visible sur la figure 3 montre l'ouverture de passage 3 a pour la bague ressort repoussant vers l'exté- rieur les mors de serrage 3 de façon radiale Sur le côté intérieur du mors de serrage 3, on voit, près du centre du mandrin, dépasser les saillies 3 b La figure 3 montre en outre les surfaces de guidage 3 c attenantes aux saillies 3 b dans le sens axial ainsi que, dans le sens transversal, les surfaces de guidage 3 d attenantes aux saillies 3 b et disposées de part et d'autre les unes par rapport aux autres Entre les saillies 3 b se trouve une autre surface de guidage 3 e Les surfaces de guidage 3 c, 3 d et 3 e forment une surface continue de forme con- cave Une tige d'outil ayant le diamètre extérieur cor- respondant sera guidée par l'ensemble des surfaces de guidage 3 c, 3 d et 3 e Grâce à une telle surface de gui- dage continue, la charge superficielle et donc aussi l'usure des mors de serrage 3 comme celle de l'outil seront très faibles A la place de deux saillies 3 b, on peut aussi ne prévoir qu'une seule saillie 3 b_ Au lieu d'être arrondies, les saillies 3 b peuvent aussi être anguleuses, par exemple à section triangulaire, carrée ou trapézoïdale. REVENDICATIONS 1 Mandrin pour outils à fonctionnement rotatif et rotopercutant, en particulier marteaux perforateurs, comportant au moins deux mors de serrage réglables ra- dialement,edont la portée de serrage dirigée vers le centre prébente une surface de guidage à galbe concave pour le contour extérieur de l'outil et une saillie dominant la surface de guidage en son centre, disposée dans la direction de l'axe servant à transmettre la rotation et au maintien axial, s'emboîtant dans des évidements ménagés sur l'outil, caractérisé par le fait que les mors de serrage ( 3) présentent deux surfaces de guidage ( 3 c, 3 d) attenantes à la saillie ( 3 b) et dispo- sées de part et d'autre. 2 Mandrin selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les mors de serrage ( 3) présentent dans la direction de l'axe deux surfaces de guidage ( 3 c) at- tenantes à la saillie ( 3 b) et disposées de part et d'autre. 3 Mandrin selon la revendication 1 ou 2, caraté- risé par le fait que les mors de serrage ( 3) présentent dans le sens transversal deux surfaces de guidage ( 3 d) attenantes à la saillie ( 3 b) , et disposées de part et d'autre. 4 Mandrin selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que deux saillies ( 3 b) sont écartées l'une de l'autre dans le sens axial.