Brevet FR2557008A1 — publié le 19850628

i L'invention concerne un mandrin de serrage, en particulier un mandrin de serrage pour marteau perforateur, équipé de mâchoires de serrage qui peuvent être déplacées radialement vers l'intérieur d'une ouverture de mandrin disposée coaxialement à l'axe du mandrin et servant à la fixation du foret dans l'ouverture du mandrin. Pour des mandrins de serrage, en particulier pour des marteaux perforateurs, de ce genre il est souvent souhai- table de pouvoir fixer le foret entre les mâchoires de serrage de telle façon qu'il est certes entraîné en rotation et guidé de manière fiable dans le sens axial, mais qu'il reste encore capable d'un léger jeu de mouvement axial afin que les coups de marteau de la machine d'entraînement puissent produire leur plein effet sur le foret. Sur les mandrins de serrage habituels munis de mâchoires de serrage guidées sur une surface conique coaxiale à l'axe du mandrin, cela ne peut être réalisé que difficilement. De plus, pour des mandrins de serrage de ce genre, le risque d'encrassements par des poussières et menus de forage devient très grand, en particulier lors du perçage au-dessus de la tête. Ces en- crassements peuvent avoir pour effet que les mâchoires de serrage se coincent finalement dans leurs glissières et que le mandrin de serrage doit être fréquemment démonté et nettoyé. La présente invention a pour objet de perfectionner sur un mandrin de serrage du genre précité le guidage des mâchoires de serrage de telle façon que celles-ci permettent d'une manière particulièrement avantageuse la fixation dési- rée du foret, à savoir avec entraînement en rotation mais autorisant encore un jeu axial, et que les glissières de guidage des mâchoires de serrage se trouvent alors protégées dans une large mesure contre les encrassements. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que les mâchoires de serrage comportent à leur face frontale des saillies s'étendant parallèlement à l'axe du mandrin telles que des tranchants, des cannelures ou des organes analogues et qu'elles se déplacent dans des rainures de guidage fermées tout autour de la circonférence, et que les rainures de guidage sont raccordées, à leur débouchure dans l'ouverture du mandrin, par des évidements dans le bord de la bouche prévus de part et d'autre de la saillie des mâ- choires de serrage, à des conduits de nettoyage ouverts qui mènent radialement vers l'extérieur à travers le mandrin de serrage. L'avantage obtenu par l'invention réside tout d'abord dans le fait que grâce au guidage exclusivement radial des mâchoires de serrage et à la fixation du foret entre les seules saillies des mâchoires de serrage le jeu axial désiré du foret par rapport aux mâchoires de serrage et au mandrin de serrage peut être réalisé automatiquement d'une manière simple, mais que malgré cela un entraînement en rotation et un guidage axial fiable du foret dans le mandrin de serrage sont assurés. Les saillies des mâchoires de serrage peuvent alors s'engager dans des évidements prévus a priori dans la tige du foret, comme cela est décrit, par exemple, dans DE-GM 81 32 988, ou bien elles peuvent légèrement mordre la tige du foret lors du perçage et réali- ser ainsi automatiquement des évidements adéquats dans la tige du foret. Par ailleurs, le guidage des mâchoires de serrage est protégé contre les encrassements du fait des rainures de guidage fermées tout autour. Toutefois, des poches ouvertes en direction de l'ouverture du mandrin peuvent encore subsister dans la région des débouchures des rainures de guidage entre les flancs des saillies sur les mâchoires de serrage, d'une part, et la paroi des rainures de guidage, d'autre part, tant que les mâchoires de serrage ne sont pas sorties, jusqu'à leur pleine section transver- sale, des rainures de guidage dans l'ouverture du mandrin. Mais même dans ces poches, un dépôt de salissures qui s'avère à la longue gênant est évité par les évidements dans le bords de la bouche des rainures de guidage. Lors du perçage, des salissures qui ont pénétré dans ces poches peuvent sortir par ces évidements et entrer dans les conduits de nettoyage par lesquels elles sont évacuées vers l'extérieur du mandrin de serrage sous l'effet de la force centrifuge. Pour un mandrin de serrage avec trois mâchoires de serrage ou plus réparties sur la circonférence du mandrin, un mode de réalisation préféré de l'invention est caractér4q par le fait que l'un des conduits de nettoyage est disposé entre respectivement deux rainures de guidage et que ce conduit de nettoyage traverse en partie les débouchures des deux rainures de guidage voisines,- les évidements dans le bord des bouches correspondant à la pénétration de section mutuelle des rainures. Dans le cas d'un mandrin à deux mâchoires de serrage, les rainures de guidage sont reliées avantageusement par une rainure annulaire ménagée dans la paroi de l'ouverture du mandrin, qui forme avec sa débouchure dans les rainures de guidage les évidements dans le bord de la bouche de ces dernières et qui est reliée à son tour aux conduits de nettoyage. Par ailleurs, la disposition sera généralement choisie de telle façon que les mâchoires de serrage et les rainures de guidage présentent perpendiculai- rement à la direction de guidage une section circulaire. La description qui va suivre, en regard des dessins annexés à titre d'exemples non limitatifs, permettra de bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. La figure 1 représente une coupe axiale d'un mandrin de serrage selon l'invention dans la version en'tant que mandrin à trois mâchoires de serrage. La figure 2 représente une vue frontale du mandrin de serrage de la figure 1, en direction de l'ouverture du mandrin. La figure 3 représente une vue frontale d'un mandrin de serrage suivant la figure 2 dans la version en tant que mandrin à deux mâchoires de serrage. Le mandrin de serrage représenté dans les dessins comprend un corps de mandrin 1 aménagé pour le raccordement à une broche de perçage non représentée d'une perceuse également non représentée, pour lequel le corps de mandrin est muni d'un logement central 2. Pour la fixation du foret qui n'est pas non plus représenté, le corps de mandrin 1 comprend une ouverture 4 qui est ouverte dans le sens axial en direction du logement 2 pour l'engagement de la broche de perçage de façon à permettre, lors du perçage à percussion, de transmettre le mouvement de percussion directement ou indirectement de la broche de perçage à l'extrémité du foret. Les mâchoires de serrage qui maintiennent le foret 25570O8 portent la référence 6 et elles peuvent être déplacées concentriquement par rapport à l'axe du mandrin au moyen d'une bague de réglage 7 guidée sur le corps de mandrin 1 de façon à pouvoir tourner tout en restant immobile dans le sens axial. Cette bague de réglage 7 est constituée par un disque annulaire 10 coaxiale au corps de mandrin 1, placé devant la face frontale, côté foret, du corps de mandrin 1 et muni de l'ouverture de mandrin 4, dans lequel les mâchoires de serrage 6 sont guidées dans des rainures de guidage il ouvertes en direction de l'ouverture de mandrin 4. Le corps de mandrin 1 porte à sa face frontale dirigée vers le disque annulaire 10 un filetage hélicoïdal plan 12 dont les pas de vis en spirale s'engrènent avec des sections de pas de vis planes en spirale 13 correspondantes sur la face des mâchoires de serrage 6 dirigée vers le corps de mandrin 1. Par ailleurs, les rainures de guidage il sont fermées tout autour de la circonférence et elles présentent, tout commes les mâchoires de serrage 6 perpendiculairement à la direction de guidage, une section circulaire dans la mesure o cette section n'est pas entamée par les sections de pas de vis 13 incorporées. La section de pas de vis 14 radialement la plus à l'intérieur des mâchoires de serrage 6 présente, dans la direction de l'axe du mandrin de serrage, une hauteur plus grande que les autres sections de pas de vis 13. Elle agit donc comme butée limitant la position radiale extérieure des mâchoires de serrage 6 sur la bague de réglage 7. La figure 1 montre la position des mâchoires de serrage 6 correspondant à ce diamètre de fixation maximum dans laquelle les mâchoires de serrage 6 se raccordent radialement à l'extérieur à la bague de réglage 7. Par ailleurs, la largeur de la section de pas de vis 14 située le plus à l'intérieur, vu dans le sens du guidage des mâchoires de serrage 6, est au moins égale à la course de déplacement radiale des mâchoires de serrage 6 entre les diamètres de fixation minimum et maximum. De ce fait, cette section de pas de vis 14 située le plus à l'in- térieur masque la rainure de guidage il en direction de l'ouverture 4 du mandrin, et cela également dans la position radialement la plus avancée des mâchoires de serrage qui correspond au diamètre de fixation le plus faible. De plus, la bague de réglage 7 comprend un collet 18 raccordé à son disque annulaire frontal 10, qui entoure le corps de mandrin 1 sur sa surface cylindrique extérieure et guide la bague de réglage 7 sur le corps de mandrin 1. Pour empêcher des mouvements axiaux de la bague de réglage 7 par rapport au corps de mandrin 1, le collet 18 et le corps de mandrin 1 forment entre eux un canal annulaire 15 qui s'étend dans le sens circonférentiel et dans lequel est engagée une rondelle 20 qui dépasse radialement en partie dans le collet 18 et en partie dans le corps de mandrin 1 et qui, pour le montage ou le démontage de la bague de réglage 7, peut être comprimée jusqu'à l'engagement complet dans la rainure du corps de mandrin 1 laquelle présente, pour cela, une profon- deur radiale suffisante. La compression de la rondelle 20 peut se faire à travers une pluralité d'alésagesrépartis sur la circonférence de la bague de réglage et débouchant radialement dans le canal annulaire. La bague de réglage 7 est munie à son bord arrière d'une denture conique 21. Le corps de mandrin 1 comprend au moins un logement de guidage pour le tourillon de guidage 23 d'une clé de serrage 24 laquelle porte un pignon conique 25 qui s'engrène avec la denture extérieure 21 de la bague de réglage 7 lorsque la clé de serrage est mise en place sur le mandrin de serrage. Par ailleurs, la bague de réglage 7 peut être protégée contre un déblocage automatique de la fixation du foret au moyen de brochesd'arrêt 32 qui sont guidées radialement dans le corps de mandrin 1 et qui, sous la pression de ressorts 33, dépassent radialement vers l'extérieur dans la denture 21 de la bague de réglage 7. Les mâchoires de serrage 6 sont pourvues à leur face frontale de saillie 16 orientées parallèlement à l'axe du mandrin, dans l'exemple de réalisation sous la forme d'un tranchant. Cela permet la formation de poches 17 ouvertes en direction de l'ouverture de mandrin 4 entre les flancs 19 de ces saillies 16, d'une part, et la paroi des rainures de guidage 11, d'autre part, tant que les mâchoires de serrage 6 ne sont pas sorties, jusqu'à leur pleine section transver- sale, des rainures de guidage Il dans l'ouverture de mandrin 4. Pour empêcher la formation de dépôts de salissures dans ces poches 17 qui s'avèrent à la longue gênants, la bouche des rainures de guidage il est raccordée, par des évidements 22 ménagés dans le bord de la bouche 9, de part et d'autre des tranchants 16, à des conduits de nettoyage 8 ouverts qui s'étendent radialement vers l'extérieur à travers le mandrin de serrage. Dans un mandrin à trois mâchoires de serrage tel qu'il est représenté aux figures 1 et 2, l'un des conduits de nettoyage 8 est disposé entre respectivement deux rainures de guidage 11. Ce conduit de nettoyage 8 traverse respectivement en partie les débouchures des deux rainures de guidage Il voisines, ce qui a pour effet que les évidements 22 dans le bord de la bouche 9 correspondent à la pénétration de section mutuelle des conduits 11, 8. En revanche, dans le cas du mandrin à deux mâchoires de serrage représenté à la figure 3, les rainures de guidage Il sont reliées par une rainure annulaire 15 ménagée dans la paroi de l'ouverture de mandrin 4, qui forme avec sa débouchure dans les rainures de guidage il les évidements dans le bord de la bouche de ces dernières. La rainures annulaire 15 est reliée à son tour aux conduits de nettoyage 8. REVENDICATIONS 1. Mandrin de serrage, en particulier mandrin de serrage pour marteau perforateur, équipé de mâchoires de serrage qui peuvent être déplacées radialement vers l'inté- rieur d'une ouverture de mandrin disposée coaxialement à l'axe du mandrin et servant à la fixation du foret, caracté- risé par le fait que les mâchoires de serrage (6) comportent à leur face frontale des saillies (16) s'étendant parallèle- ment à l'axe du mandrin, telles que des tranchants, des cannelures ou des organes analogues, et qu'elles se déplacent dans des rainures de guidage (11) fermées tout autour de la circonférence, et que les rainures de guidage (11) sont raccordées, à leur débouchure dans l'ouverture de mandrin (4), par des évidements (22) dans le bord de la bouche (9) prévus de part et d'autre de la saillie (16) des mâchoires de serrage, à des conduits de nettoyage (8) ouverts qui mènent radialement vers l'extérieur à travers le mandrin de serrage. 2. Mandrin de serrage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que, dans un mandrin à trois mâchoires de serrage (6) ou plus réparties sur la circon- férence du mandrin, l'un des conduits de nettoyage (8) est disposé entre respectivement deux rainures de guidage (11) et que ce conduit de nettoyage traverse en partie les débouchures des deux rainures de guidage (11) voisines, les évidements (22) dans le bord des bouches (9) correspon- dant à la pénétration de section mutuelle des conduits (8, 11). 3. Mandrin de serrage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que, dans un mandrin à deux mâchoires de serrage, les rainures de guidage (11) sont reliées par une rainure annulaire (15) ménagée dans la paroi de l'ouverture de mandrin (4), qui forme avec sa débouchure dans les rainures de guidage (11) les évidements (22) dans le bord de bouche (9) de ces dernières et qui est reliée à son tour aux conduits de nettoyage (8). 4. Mandrin de serrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que les mâchoires de serrage (6) et les rainures de guidage (11) présentent perpendiculairement à la direction de guidage une section circulaire.