Brevet FR2564025A1 — publié le 19851115

L'invention concerne un dispositif de perçage à percussion équipé d'un mandrin de serrage pouvant être entraîné en rotation par une broche de perçage, en particu- lier un mandrin de serrage présentant un passage axial par lequel le mouvement de percussion d'un percuteur guidé axialement dans la broche de perçage creuse peut être trans- mis à l'extrémité du foret lequel est maintenu dans le mandrin de serrage entre des mâchoires de serrage pouvant être déplacées concentriquement, la liaison rigide en tor- sion entre le mandrin de serrage et la broche de perçage étant réalisée par des tocs d'entraînement qui se verrouil- lent mécaniquement, dans le sens de rotation, dans des logements prévus sur le mandrin de serrage et autorisant un jeu de déplacement axial du mandrin de serrage sur la broche de perçage qui peut être supprimé par un élément de butée guidé de manière réglable sur le mandrin de serrage. La demande de brevet allemand non publiée P 34 13 581.2 décrit un dispositif de perçage à percussion de ce genre dans lequel les tocs d'entraînement sont consti- tués par des boulons axiaux qui s'engagent dans des logements prévus sur la broche de perçage d'une part et sur le corps du mandrin de serrage d'autre part, les logements dans le corps du mandrin présentant une longueur plus grande que celle des boulons de façon à permettre certes le jeu de déplacement axial du mandrin de serrage sur la broche de perçage mais à n'assurer par ailleurs que le couplage en rotation de la liaison entre le mandrin de serrage et la broche de perçage. L'élément de butée est constitué par une bague d'accouplement guidée sur le corps du mandrin de façon à pouvoir tourner tout en restant immobile dans le sens axial, qui est disposée axialement à côté d'un épaulement annulaire de la broche de perçage et porte des saillies de butée dirigées vers l'épaulement annulaire lesquelles sup- priment le jeu axial du mandrin de serrage sur la broche de perçage lorsqu'elles sont en butée sur la surface annulaire de l'épaulement. La surface annulaire de l'épaulement an- nulaire est pourvue d'évidements de butée dans lesquels les saillies de butée peuvent entrer au moins jusqu'à la profon- deur du jeu de déplacement axial du mandrin de serrage. Ainsi, en tournant la bague d'accouplement de telle façon que les saillies de butée coïncident avec les évidements de butée, les saillies de butée peuvent entrer dans les évidements et libérer le jeu de déplacement du mandrin de serrage sur la broche de perçage. La force de perçage agissant dans le sens axial n'est transmise que par la bague d'accouplement qui s'appuie à cet effet sur un épaulement annulaire du corps de mandrin, du côté opposé à l'épaulement annulaire de la broche de perçage. Pour permettre la transmission de cette force de perçage, la bague d'accouplement et sa fixation sur le corps du mandrin doivent être suffisamment stables. La présente invention a pour objet de créer et d'améliorer un dispositif de perçage à percussion du genre précité de telle façon qu'il permet de transmettre directe- - ment la force de perçage de la broche de perçage au mandrin de serrage et de décharger l'élément de butée de la force de perçage. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que les tocs d'entraînement sont réalisés sous la forme de tenons solidaires de la broche de perçage et dépassant radialement, en face desquels se trouvent des surfaces d'arrêt conformées axialement des deux côtés du mandrin de serrage qui, selon la position de l'élément de butée, épousent la forme des tenons ou présentent encore un écartement sup- plémentaire de la valeur du jeu de déplacement du mandrin de serrage sur la broche de perçage. Dans la position de l'élément de butée dans laquelle les surfaces d'arrêt portent axialement des deux côtés sur les tenons, tout jeu de déplacement axial du mandrin de serrage sur la broche de perçage est supprimé. En revanche, dans l'autre position de l'élément de butée dans laquelle les surfaces d'arrêt de part et d'autre des tenons présentent encore un écartement supplémentaire de la valeur du jeu de déplacement du mandrin de serrage sur la broche de perçage, ce déplacement axial peut s'effectuer librement. Mais dans tous les cas, la transmission des forces de perçage se fait directement des tocs d'entraînement au corps du mandrin, à savoir aussi bien en rotation que, du côté foret, vers l'avant dans le sens axial. L'élément de butée reste déchargé des forces de perçage et sa seule fonction consiste à assurer le blocage axial du mandrin de serrage sur la broche de perçage en direction du foret. Un mode de réalisation préféré de l'invention est caractérisé par le fait que le corps du mandrin de serrage comporte, à son extrémité du côté de la broche de perçage, un collet dans lequel les logements pour les tocs d'entraî- nement sont conformés en tant que rainures radiales et que l'élément de butée est constitué par une bague de butée guidée sur le corps du mandrin de façon à pouvoir tourner tout en étant immobile dans le sens axial et qui recouvre les tocs d'entraînement du côté de la broche de perçage avec un épaulement intérieur lequel forme au moins l'une des surfaces d'arrêt pour les tocs d'entraînement du côté de la broche de perçage, à savoir la surface d'arrêt qui supprime le jeu de déplacement axial du mandrin de serrage sur la broche de perçage. De plus, la bague de butée peut également former la deuxième surface d'arrêt du côté de la broche de perçage qui libère le jeu de déplacement du mandrin de serrage. Un mode de réalisation avantageux est caractérisé par le fait que les logements pour les tocs d'entraînement sont ouverts du côté de la broche de perçage, que la surface d'arrêt du côté de la broche de perçage qui supprime le jeu de déplacement du mandrin de serrage sur la broche de per- çage est constituée par la surface annulaire plane de l'épau- lement intérieur, et que cette surface annulaire comporte des évidements dont la profondeur dans le sens axial est égale au jeu de déplacement du mandrin de serrage sur la broche de perçage et qui se trouvent en face des logements pour les tocs d'entraînement lorsque l'élément de butée occupe une position de rotation correspondante de telle façon que les tocs d'entraînement peuvent s'engager dans les évidements, les fonds desdits évidements formant alors les surfaces d'arrêt du côté de la broche de perçage qui limitent le jeu de déplacement. De préférence, les parois latérales et le fond des rainures des logements pour les tocs d'entraî- nement ainsi que le fond des évidements sont constitués par des surfaces planes sur lesquelles portent les tocs d'entraî- nement avec des surfaces planes correspondantes. L'appui mutuel sur des surfaces planes offre l'avantage de faibles charges spécifiques par unité de surface lors de la trans- mission des forces. Par ailleurs, il est avantageux de con- former les tocs d'entraînement sur une douille qui est fixée sur la broche de perçage et qui s'appuie, côté frontal, sur un épaulement annulaire de la broche de perçage d'une part et sur un épaulement annulaire du corps de mandrin à l'intérieur du collet d'autre part. En plus des tocs d'en- traînement, la douille contribue alors également de manière essentielle à la transmission axiale de la force de perçage entre la broche de perçage et le corps de mandrin. L'élément de butée peut être guidé dans le sens axial d'une part par l'application de son épaulement inté- rieur contre le collet du corps de mandrin et d'autre part par un organe d'arrêt qui s'engage dans une contre-dépouille annulaire du corps de mandrin. L'organe d'arrêt est constitué avantageusement par une rondelle élastique qui est placée dans une rainure annulaire ménagée dans l'élément de butée. Par ailleurs, l'élément de butée peut comporter un dispositif à crans qui le maintient dans ses deux positions de libéra- tion ou de blocage du jeu de déplacement du mandrin de serrage. De préférence, le dispositif à crans se compose d'une broche d'arrêt commandée par ressort et guidée dans l'élément de butée de façon à permettre le réglage dans le sens radial, et de crantages associés prévus sur le corps de mandrin. La description qui va suivre, en regard du dessin annexé à titre d'exemple non limitatif, permettra de bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. La figure i représente une coupe axiale et par- tiellement une vue de côté d'un dispositif de perçage a percussion selon l'invention. La figure 2 représente une coupe transversale suivant la ligne A-A du dispositif de perçage à percussion de la figure 1. La figure 3 représente une coupe suivant la ligne B-B de l'objet de la figure 1, à savoir dans la position de fonctionnement du dispositif de perçage à percussion avec suppression du jeu de déplacement du mandrin de serrage sur la broche de perçage. Le dispositif de perçage à percussion représenté dans le dessin se compose d'une broche de perçage 1 repré- sentée uniquement de manière partielle qui commande l'en- traînement en rotation d'un mandrin de serrage 2. Ce mandrin de serrage 2 comporte un passage axial 3 par lequel le mouvement de percussion d'un percuteur 4 également représenté en partie seulement et guidé axialement dans la broche de perçage creuse 1 est transmis à l'extrémité du foret main- tenu dans le mandrin de serrage 2, entre des mâchoires de serrage 5 pouvant être déplacées concentriquement. La liai- son rigide en torsion entre le mandrin de serrage 2 et la broche de perçage 1 est assurée par des tocs d'entraînement 6 qui sont bloqués mécaniquement, dans le sens de rotation, dans des logements 7 prévus sur le mandrin de serrage. Ils autorisent un jeu de déplacement axial du mandrin de serrage 2 sur la broche de perçage 1 qui peut être supprimé par un élément de butée 8 guidé de manière réglable sur le mandrin de serrage 2. Les tocs d'entraînement 6 sont conformés en tenons solidaires de la broche de perçage 1 et dépassant radialement de celle-ci. En face de ces tocs d'entraînement 6 se trouvent des surfaces d'arrêt 9.1, 9.2, 9. 3 conformées axialement des deux côtés du mandrin de serrage qui, selon la position de l'élément de butée 8, épousent la forme des tocs d'entraînement 6 conformément à la figure 3 ou qui, conformément à la figure 1, présentent encore un écartement supplémentaire de la valeur du jeu de déplacement du mandrin de serrage 2 sur la broche de perçage représenté par la flèche double 10. En détail, le corps Il du mandrin de serrage 2 présente, à l'extrémité du côté de la broche, un collet 12 dans lequel les logements de tocs d'entraînement 7 sont conformés en rainures radiales. L'élément de butée 8 est constitué par une bague de butée guidée sur le corps de mandrin il de façon à pouvoir tourner tout en restant im- mobile dans le sens axial qui recouvre les tocs d'entraîne- ment 6 du côté de la broche de perçage par un épaulement intérieur 13 qui forme les surfaces d'arrêt 9.2, 9.3 pour les tocs d'entraînement 6 du côté de la broche de perçage. Les logements de tocs d'entraînement 7 sont ouverts du côté 6 256402$ de la broche de perçage. La surface d'arrêt 9.2 du côté de la broche de perçage qui supprime le jeu de déplacement du mandrin de serrage 2 sur la broche de perçage 1 est constituée par la surface annulaire plane de l'épaulement intérieur 13. Cette surface annulaire comporte des évidements 14 dont la profondeur dans le sens axial est égale au jeu de déplacement du mandrin de serrage sur la broche de perçage 1 et dans lesquels peuvent s'engager les tocs d'entraînement 6. Lorsque l'élément de butée 8 occupe une position de rotation appro- priée, les évidements 14 se trouvent en face des logements de tocs d'entraînement 7 de telle façon que les tocs d'en- traînement 6 peuvent s'engager dans les évidements 14, les fonds de ces évidements 14 formant alors les surfaces d'arrêt 9.3 du côté de la broche de perçage qui limitent le jeu de déplacement. Les parois latérales 15 et le fond 16 des rainures des logements de tocs d'entraînement 7 ainsi que le fond des évidements 14 sont constitués par des sur- faces planes sur lesquelles portent les tocs d'entraînement 6 avec des surfaces planes correspondantes 16.1. Par ailleurs, les tocs d'entraînement 6 sont conformés sur une douille 17 qui est vissée sur la broche de perçage 1 sur un filetage 18 et arrêtée par un élément de serrage 19. Côté frontal, la douille 17 s'appuie d'une part sur un épaulement annulaire de la broche de perçage i et, d'autre part, sur un épau- lement annulaire 21 du corps de mandrin 11l prévu à l'intérieur du collet 12 de telle façon que des forces de perçage agis- sant dans le sens axial sont transmises directement de l'épaulement annulaire 20 de la broche de perçage 1 au corps de mandrin Il par l'intermédiaire de la douille 17 et des tocs d'entraînement 6. L'élément de butée 8 lui-même n'est pas alors sollicité. Il est guidé dans le sens axial d'une part par l'application de son épaulement intérieur 13 contre le collet 12 et, d'autre part, par un organe d'arrêt 23 sous la forme d'une rondelle élastique placée dans une rainure ménagée dans l'élément de butée 8, qui s'engage dans une contre-dépouille annulaire 22 du corps de mandrin 11. De plus, l'élément de butée 8 est muni d'un dispositif à crans qui le maintient dans ses deux positions de libération ou de blocage du jeu de déplacement du mandrin de serrage. Ce dispositif à crans se compose d'une broche d'arrêt 24 com- mandée par ressort et guidée dans l'élément de butée 8 de façon à permettre le réglage dans le sens radial, et de crantages associés 25 prévus sur le corps de mandrin 11. Par ailleurs, le mandrin de serrage 2 présente dans une large mesure la construction habituelle. Dans le corps de mandrin 11 sont guidées des mâchoires de serrage 5 qui peuvent être déplacées concentriquement et dont le déplacement est réalisé au moyen d'une bague de réglage 26 montée sur le corps de mandrin il de façon à pouvoir tourner tout en restant immobile dans le sens axial qui s'engage avec son filetage intérieur dans une denture des mâchoires de serrage 5. La bague de réglage 26 elle-même comprend une couronne dentée 27 pour l'engrènement avec le pignon 28 d'uneclé de serrage 29 qui peut être engagée dans le corps de mandrin Il pour le blocage ou le desserrage. La bague de réglage 26 présente sur sa face opposée à la couronne dentée 27 des évidements 30 dans lesquels s'engagent un ou plusieurs verrous 32 qui peuvent être déplacés axialement sur le corps de mandrin Il sous l'action d'un ressort 31. Les verrous 32 sont guidés respectivement dans une rainure axiale 33 du corps de mandrin 11. Les évidements 30 et l'extrémité des verrous 32 qui s'y engage sont munis de flancs inclinés qui, d'une part, empêchent certes une rotation automatique de la bague de réglage 26, mais qui, d'autre part, dégagent les verrous 32 des évidements 30 lorsque la bague de réglage 26 est tournée à la main ou à l'aide de la clé de serrage 29 par rapport au corps de mandrin 11. La référence 34 désigne un dispositif d'entraînement qui peut s'engager dans des rainures longitudinales d'une tige de foret guidée sur les mâchoires de serrage 5 pour assurer son entraînement en rotation dans le mandrin de serrage. REVENDICATIONS 1. Dispositif de perçage à percussion équipé d'un mandrin de serrage (2) pouvant être entraîné en rotation par une broche de perçage (1), en particulier un mandrin de serrage (2) présentant un passage axial (3) par lequel le mouvement de percussion d'un percuteur (4) guidé axialement dans la broche de perçage creuse (1) peut être transmis à l'extrémité du foret lequel est maintenu dans le mandrin de serrage (2) entre des mâchoires de serrage (5) pouvant être déplacées concentriquement, la liaison rigide en torsion entre le mandrin de serrage (2) et la broche de perçage (1) étant réalisée par des tocs d'entraînement (6) qui se ver- rouillent mécaniquement, dans le sens de rotation, dans des logements (7) prévus sur le mandrin de serrage (2) et auto- risant un jeu de déplacement axial du mandrin de serrage (2) sur la broche de perçage (1) qui peut être supprimé par un élément de butée (8) guidé de manière réglable sur le man- drin de serrage (2), caractérisé par le fait que les tocs d'entraînement (6) sont réalisés sous la forme de tenons solidaires de la broche de perçage (1) et dépassant radiale- ment, en face desquels se trouvent des surfaces d'arrêt (9.1, 9.2, 9.3) conformées axialement des deux côtés du man- drin de serrage (2) qui, selon la position de l'élément de butée (8), épousent la forme des tenons ou présentent encore un écartement supplémentaire de la valeur du jeu de déplace- ment du mandrin de serrage (2) sur la broche de perçage (1). 2. Dispositif de perçage à percussion selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le corps (11) du mandrin de serrage (2) comporte, à son extrémité du côté de la broche de perçage, un collet (12) dans lequel les logements de tocs d'entraînement (7) sont conformés en tant que rainures radiales et que l'élément de butée (8) est constitué par une bague de butée guidée sur le corps de mandrin (11) de façon à pouvoir tourner tout en étant immo- bile dans le sens axial et qui recouvre les tocs d'entraîne- ment (6)'du côté de la broche de perçage avec un épaulement intérieur (13) iequel forme au moins l'une des surfaces d'arrêt (9.2, 9.3) pour les tocs d'entraînement (6) du côté de la broche de perçage. 3. Dispositif de perçage à percussion selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les logements de tocs d'entraînement (7) sont ouverts du côté de la broche de perçage, que les surfaces d'arrêt (9.2, 9. 3) du côté de la broche de perçage qui suppriment le jeu de déplacement du mandrin de serrage (2) sur la broche de perçage (1) sont constituées par la surface annulaire plane de l'épaulement intérieur (13), et que cette surface annulaire comporte des évidements (14) dont la profondeur dans le sens axial est égale au jeu de déplacement du mandrin de serrage (2) sur la broche de perçage (1) et qui se trouvent en face des loge- ments de tocs d'entraînement (7) lorsque l'élément de butée (8) occupe une position de rotation correspondante de telle façon que les tocs d'entraînement (6) peuvent s'engager dans les évidements (14), les fonds desdits évidements (14) for- mant alors les surfaces d'arrêt (9.3) du côté de la broche de perçage qui limitent le jeu de déplacement. 4. Dispositif de perçage à percussion selon les revendications 2 et 3, caractérisé par le fait que les parois latérales (15) et le fond (16) des rainures des logements de tocs d'entraînement (7) ainsi que le fond des évidements (14) sont constitués par des surfaces planes sur lesquelles portent les tocs d'entraînement (6) avec des surfaces planes correspondantes (16.1). 5. Dispositif de perçage à percussion selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que les tocs d'entraînement (6) sont conformés sur une douille (17) qui est fixée sur la broche de perçage (1) et qui s'appuie, côté frontal, sur un épaulement annulaire (20) de la broche de perçage (1) d'une part et sur un épaulement annulaire (21) du corps de mandrin (11) à l'intérieur du collet (12) d'autre part. 6. Dispositif de perçage à percussion selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'élément de butée (8) est guidé dans le sens axial d'une part par l'ap- plication de son épaulement intérieur (13) contre le collet (12) et, d'autre part, par un organe d'arrêt (23) qui s'en- gage dans une contre-dépouille annulaire (22) du corps de mandrin (11). 7. Dispositif de perçage à percussion selon la revendication 6, caractérisé par le fait que l'organe d'arrêt (23) est constitué par une rondelle élastique qui est placée dans une rainure annulaire ménagée dans l'élément de butée (8). 8. Dispositif de perçage à percussion selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé par le fait que l'élément de butée (8) comporte un dispositif à crans qui le maintient dans ses deux positions de libération ou de blocage du jeu de déplacement du mandrin de serrage (2). 9. Dispositif de perçage à percussion selon la revendication 8, caractérisé par le fait que le dispositif à crans se compose d'une broche d'arrêt (24) commandée par ressort et guidée dans l'élément de butée (8) de façon à permettre le réglage dans le sens radial, et de crantages associés (25) sur le corps de mandrin (11).