Brevet FR2543034A1 — publié le 19840928

MANDRIN POUR PERCAGE A PERCUSSION L'invention concerne un mandrin pour appareils à fonctionnement rotatif ou roto-percutant, en particulier des marteaux perforateurs, comportant au moins deux mâchoires de serrage réglables radialement, dont les portées de serrage dirigées vers le centre présentent une surface de serrage à section convexe. Jusqu'à maintenant, on utilisait des mandrins à mâchoires de serrage réglables radialement uniquement avec les perceuses et les perceuses à percussion Une partie de ces mandrins connus comportent des mâchoires ayant une surface de serrage à section convexe Par convexe, il faut comprendre non seulement les surfaces de serrage bombées vers l'extérieur, mais encore celles faisant saillie de façon générale, à section trian- gulaire, quadrangulaire, trapézoïdale ou polygonale. Avec elles, la transmission du couple de rotation des mâchoires à la tige de l'outil de perçage ne se fait que par serrage par frottement Avec les appareils à roto-percussion, l'outil de perçage exécute avec le mandrin, en plus du mouvement de rotation, un mouve- ment vibratoire le long de l'axe longitudinal L'énergie de percussion ainsi mise en jeu est toutefois si faible que là aussi l'entraînement par serrage par frottement entre les mâchoires de serrage et la tige de l'outil suffit dans la plupart des cas. Avec les marteaux perforateurs, les conditions sont fondamentalement différentes Là, des percussions puis- santes distinctes sont transmises à l'outil Un serrage par frottement entre les mâchoires de serrage et la tige de l'outil de perçage ne suffit pas dans ce cas à tenir fermement l'outil de perçage En outre, la transmission de l'énergie de percussion par un outil de perçage bloqué de façon rigide se trouve amoindrie Il est d'ailleurs usuel avec les marteaux perforateurs d'utiliser des porte- outil comportant des éléments de blocage venant en prise en s'emboîtant dans des évidements ménagés dans la tige de l'outil de perçage. A côté des porte-outil pour un diamètre de la tige bien déterminé, on connaît aussi pour-les marteaux perforateurs des mandrins munis de mâchoires de serrage réglables radialement Ces mâchoires de serrage présentent comme éléments de verrouillage des bossages On ne peut donc serrer avec un tel mandrin des outils de perçage comportant des évidements correspondants Des outils de perçage ayant une tige cylindrique lisse ne peuvent pas être serrés dans un tel mandrin, car dans un pareil cas, le serrage par frottement, pour les raisons indiquées, n'est pas suffisant pour ce genre d'outils. L'invention se fixe donc comme but de réaliser un mandrin pour appareils à fonctionnement rotatif et roto- percutant, comme les marteaux perforateurs, qui soit apte aussi bien au serrage des outils à tige cylindrique lisse qu'à celui des outils ayant une tige munie de moyens servant à l'emboîtement, la tige pouvant présenter en outre différents diamètres extérieurs. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que les mâchoires de serrage sont munies sur leur bord d'une gorge s'étendant dans la direction longitudinale sur toute la longueur de la portée de serrage. Par cette gorge sont formées deux arêtes qui, lors du serrage, viennent saisir la tige de l'outil de perçage, comme la portée de serrage est convexe, c'est-à- dire protubérante, l'angle au so Qmmet des arêtes aiguës ainsi créées est relativement grand et l'usure des mâchoires de serrage s'en trouve faible Les arêtes ne pénètrent que de peu dans la tige de l'outil de perçage si bien que pratiquement aucune empreinte persistante ne demeure Pour les outils de perçage ayant des évidements sur la tige, les mâchoires de serrage peuvent les saisir avec leur portée de serrage convexe venant s'emboîter dans les évidements Le serrage des outils de pergage n'est al Qrs pas affecté par la gorge ménagée sur le bord des mâchoires. La gorge peut être réalisée de façons différentes. Pour des raisons techniques d'exécution aussi bien que pour avoir une bonne prise sur l'outil de perçage, il est avantageux de réaliser la gorge avec une section en V La gorge à section en V peut être meulée après coup sans difficulté dans des mâchoires de serrage trempées -ou au moins partiellement constitués de carbure de tungstène, au moyen d'une meule appropriée Pour réduire l'effet de la gorge sur les mâchoires de serrage, on peut arrondir la base de la gorge réalisée-avec une section en V. Pour obtenir une prise optimale des mâchoires de serrage sur la tige de l'outil de perçage, il est avanta- geux d'avoir un angle d'ouverture de la gorge compris entre 600 et 1200, de préférence 90 ' Cet angle d'ouver- ture assure, d'une part, des arêtes solides venant saisir l'outil de perçage en même temps qu'une bonne répartition de la pression dans la zone de serrage. Pour que, d'une part, les mâchoires de serrage exercent une bonne prise sur la tige de l'outil de perçage et que, d'autre part, le serrage des outils de perçage ayant des évidements sur leur tige ne soit pas affecté, il est opportun que l'écartement entre les deux arêtes formées au raccordement de la gorge-sur la portée de serrage soit de 0,25 à 0,6 fois le rayon de courbure de l'arrondi convexe des mâchoires de serrage Par cette disposition, la gorge, d'une part, est suffisamment importante pour serrer des outils de perçage à tige lisse et, d'autre part, pour tenir aussi par emboîtement les outils de perçage comportant des évidements sur leur tige Le mandrin, de ce fait, est d'utilisation universelle. Pour que le mandrin soit utilisable dans une gamme étendue de diamètres, il faut que de très petits diamètres d'outils puissent aussi être serrés Pour que ceci soit possible, il est avantageux que l'écaxrtement entre les deux arêtes formées au raccordement de la gorge sur la portée de serrage soit plus petit'que le plus petit diamètre de tige à serrer Ainsi, ces diamètres d'outil sont pratiquement tenus par un guidage prismatique Ceci assure une bonne rotation et une faible usure de la portée d'entraînement. L'invention va maintenant être décrite plus en détail en se référant au dessin annexe, dans lequel la figure 1 illustre un mandrin selon l'invention, représenté partiellement en coupe longitudinale; la figure 2 est une coupe d'une mâchoire de serrage selon II-II de la figure 1, la figure 3 est une coupe d'un mandrin selon l'in- vention avec le plus petit diamètre d'outil encore serrable; et la figure 4 est une coupe d'un mandrin selon l'inven- tion avec des mâchoires serrant en correspondance de forme la tige de l'outil. Le mandrin selon l'invention illustré sur la figure 1 se compose essentiellement d'un corps de mandrin désigné globalement par 1 et d'une douille de serrage qui lui est liée, désignée globalement par 2 Le corps de mandrin 1 est muni d'un filetage extérieur la et la douille de serrage 2 présente un filetage intérieur engagé dans le filetage extérieur la En tournant la douille de serrage 2 par rapport au corps de mandrin 1, la douille de serrage 2 peut ainsi être réglée dans le sens axial Le corps de mandrin 1 est muni en outre de fentes radiales, dans lesquelles les mâchoires de serrage désignées globalement par 3 peuvent se déplacer radialement et s'appuyer dans le sens axial sur le corps de mandrin 1 Les mâchoires de serrage 3 possèdent une ouverture 3 a et sont poussées radialement vers l'extérieur contre un c One 2 b de la douille de serrage 2, par une bague ressort insérée dans cette ouverture 3 a Par le déplacement axial de la douille de serrage 2 par rapport au corps de mandrin 1, les mâchoires de serrage 3 se règlent dans le sens radial. Dans le corps de mandrin 1, se trouve disposé en outre une bouterolle de percussion 5 qui peut se déplacer axialement La bouterolle 5 sert à transmettre la percus- sion à un outil et frappe, d'une part, la face frontale arrière des mâchoires 3 et d'autre part, une tige 6 d'un outil engagé dans le mandrin Les mâchoires de serrage 3 présentent une portée de serrage 3 b dirigée vers le centre qui est en contact avec la tige introduite 6. La coupe représentée sur la figure 2 d'une mâchoire de serrage 4 montre une surface de serrage 3 c convexe qui, sur son bord intérieur, est munie d'une gorge 3 d s'étendant dans le sens longitudinal et ayant une section en V L'angle d'ouverture a de la gorge 3 d est d'environ 90 Un tel angle d'ouverture de la gorge 3 d conduit à deux arêtes ayant un angle au sommet d'environ De telles arêtes sont, d'une part, suffisamment aiguës pour pouvoir être serrées contre la surface de la tige introduite 6 et, d'autre part, ne s'usent pas tellement vite L'écartement b entre les deux arêtes formées au raccordement de la gorge 3 d sur la portée de serrage 3 c est d'environ-la moitié du rayon de courbure R de l'arrondi convexe des mâchoires de serrage 3 De cette façon, la mâchoire de serrage 3 a une bonne prise sur l'arrière de l'outil 6 sans que la Mâchoire de serrage 4 ne soit sensiblement affaiblie par la gorge 3 d. La figure 3 montre trois mâchoires de serrage 3 selon l'invention avec la plus petite tige encore serrable. Pour que, là aussi, on ait un bon entraînement, la largeur b de la gorge 3 d est inférieure au diamètre d de la tige de cet outil 7 Pour permettre aussi avec cette tige un serrage, les mâchoires de serrage 3 ne doivent pas se toucher. La figure 4 montre un autre mode de réalisation de mâchoires de serrage selon l'invention désignées globa- lement par 13 Ces mâchoires de serrage 13 présentent également une portée de serrage convexe 13 c ainsi qu'une gorge 13 d disposée dans le sens longitudinal L'outil désigné par 16 n'est cependant pas lisse, mais il est muni de trois évidements 16 a équidistants disposés à sa périphérie Les mâchoires de serrage 13 assurent la prise en s'engageant en correspondance de formes dans ces évidements 16 a La gorge 13 d dans ce cas n'est pas utilisée Le centrage de l'outil 16 aussi bien que la transmission du couple de rotation et de l'énergie de percussion ne sont toutefois pas affectés par la gorge. REVENDICATIONS 1 Mandrin pour appareil â fonctionneient rotatif ou roto-percutant, en particulier marteaux perforateurs, comportant au moins deux mâchoires de serrage réglables radialement, dont les portées de serrage dirigées vers le centre présentent une surface de serrage à section convexe, caractérisé par le fait que les mâchoires de serrage ( 3,13) sont munies sur leur bord d'une gorge ( 3 d, 13 d) s'étendant dans le sens longitudinal sur toute la longueur de la portée de serrage ( 3 b). 2 Mandrin selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la gorge ( 3 d, 13 d) est réalisée avec une section en forme de V. 3 Mandrin selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'angle d'ouverture (a) de la gorge ( 3 d, 13 d) est compris entre 60 et 120 , de préférence 90 . 4 Mandrin selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'écartement (b) entre les deux arêtes ( 3 e, 13 e) formées par le raccordement de la gorge ( 3 d, 13 d) sur la portée de serrage ( 3 c, 13 c) est de 0,25 à 0,6 fois le rayon de courbure (R) de l'arrondi convexe des mâchoires de serrage. Mandrin selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que l'écartement (b) entre les deux arêtes ( 3 e, 13 e) formées par le raccordement de la gorge ( 3 d, 13 d) sur la portée de serrage ( 3 c, 13 c) est plus petit que le plus petit diamètre de tige (d) à serrer.