Brevet FR2562831A1 — publié le 19851018

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 et présentant un passage axial par lequel le mouvement de percussion d'un percuteur guidé axialement dans la broche de perçage creuse peut être transmis à l'extrémité du foret lequel est maintenu dans le mandrin de serrage, entre des mâchoires de serrage pouvant être déplacées concentriquement, la liaison entre le mandrin de serrage et la broche de perçage étant réalisée par des éléments d'accouplement prévus dans des logements d'accouplement de la broche de perçage d'une part et du corps du mandrin de serrage d'autre part, et un manchon d'accouplement étant prévu, guidé sur le corps de mandrin de façon à pouvoir tourner, avec possibilité de blocage dans ses positions de rotation, tout en restant immobile dans le sens axial, lequel manchon d'accouplement assure le maintien des éléments d'accouplement dans les logements d'accouple- ment de la broche de perçage mais peut être tourné dans une position de découplage dans laquelle les éléments d'accouple- ment peuvent sortir des logements d'accouplement de la broche de perçage de telle façon que le mandrin de serrage peut être retiré axialement de la broche de perçage. Dans un mandrin de serrage de ce genre bien connu dans la pratique, le corps du mandrin de serrage est main- tenu, dans le sens axial, sans jeu sur la broche de perçage, ce qui signifie que les logements d'accouplement dans la broche de perçage et dans le corps du mandrin présentent, dans le sens axial, les mêmes dimensions que les éléments d'accouplement de telle façon que les éléments d'accouple- ment sont bloqués mécaniquement, dans le sens axial, dans les logements d'accouplement. Le manchon d'accouplement peut être bloqué sur le corps du mandrin au moyen d'une vis de serrage guidée radialement dans le manchon d'accouplement, ce qui demande des forces de serrage relativement importantes pare que le manchon d'accouplement comprend en même temps -es l.ogements de guidage pour la clé de serrage servant au blocage du mandrin de serrage et parce que, lors de l'action- nement de la clé de serrage, il ne doit nullement effectuer des mouvements de rotation par rapport au corps du mandrin si l'on veut obtenir, à l'aide de la clé de serrage, le blocage escompté du mandrin de serrage. C'est précisément pour le perçage à percussion qu'il est souvent souhaitable que le mandrin de serrage présente, par rapport à la broche de perçage, un jeu de déplacement axial pour éviter que le mandrin de serrage participe, avec sa masse, aux mouvements de percussion, ce qui- compromettrait considérablement la puissance de frappe et en fin de compte l'avance du perçage. La présente invention a pour objet de perfectionner un dispositif de perçage à percussion du genre précité de telle façon qu'il permet au mandrin de serrage de se dépla- cer avec un libre jeu sur la broche de perçage et que le mode de fonctionnement du dispositif de perçage à percussion, avec ou sans libre jeu du mandrin de serrage sur la broche i5 de perçage, peut être réglé sur demande et modifié aisément et rapidement. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que les logements d'accouplement dans le corps du mandrin ou dans la broche de perçage présentent une dimension axiale plus grande que les éléments d'accouplement et permettent ainsi un jeu de déplacement axial du mandrin de serrage par rapport à la broche de perçage, que, en plus, le manchon d'accouplement est disposé axialement à c8té,d'un épaulement annulaire sur la broche de perçage et que les surfaces an- nulaires dirigées l'une vers l'autre du manchon d'accouple- ment ou de l'épaulement annulaire sont munies de saillies de butée orientées axialement qui, en butée sur la surface an- nulaire respectivement opposée, suppriment le jeu de dépla- cement axial du mandrin de serrage sur la broche de perçage, que la surface annulaire respectivement opposée aux saillies de butée comprend des évidements de butée dans lesquels les saillies de butée peuvent s'engager au moins jusqu'à la profondeur du jeu de déplacement axial du mandrin de serrage et que le manchon d'accouplement peut être tourné, à l'in- térieur d'une plage de rotation assurant le maintien des éléments d'accouplement sur la broche de perçage, de telle façon que les saillies de butée coincident avec les évide- ments de butée et y pénètrent. Le progrès réalisé par l'invention réside essentiellement dans le fait que le dispositif de perçage à percussion selon l'invention peut fonctionner, au choix, avec et sans jeu de déplacement axial du mandrin de serrage par rapport à la broche de perçage et que le mode de fonc- tionnement respectif peut être réglé ou changé de manière aisée et rapide. Pour cela, il suffit d'une rotation cor- respondante du manchon d'accouplement qui comporte trois positions de rotation, l'une permettant le retrait complet du mandrin de serrage de la broche de perçage, tandis que O10 les deux autres correspondent au fonctionnement du mandrin de serrage avec ou sans jeu axial par rapport à la broche de perçage. De préférence, les trois positions de rotation du manchon d'accouplement permettant ou non le jeu axial du mandrin de serrage ou le retrait du mandrin de serrage de la broche de perçage peuvent être bloquées par un dispositif à crans lequel est constitué avantageusement par des broches d'arrêt guidées axialement dans le manchon d'accouplement et poussées, sous l'action de ressorts, contre l'épaulement annulaire de la broche de perçage, et par des crantages prévus dans l'épaulement annulaire pour les broches d'arrêt. La description qui va suivre, en regard des dessins annexes à titre d'exemples non limitatifs, permettra de bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. La figure 1 représente, en coupe axiale et partiel- lement en vue de coté, un dispositif de perçage à percussion selon l'invention. La figure 2 représente une coupe transversale suivant la ligne II-II du dispositif de perçage à percussion de la figure 1. La figure 3a représente à plus grande échelle une vue en coupe suivant la ligne III-III de l'objet de la figure 1 dans la position de fonctionnement du dispositif de perçage à percussion avec libre jeu du mandrin de serrage sur la broche de perçage. x5 La figure 3b représente à plus grande échelle une autre vue en coupe suivant la ligne III-III de l'objet de la figure 1 dans la position de fonctionnement avec suppression du jeu axial. Le dispositif de perçage à percussion représenté dans les dessins 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 comporte un passage axial 3 par lequel le mouve- ment 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 mais non représenté dans les dessins. La liaison entre le mandrin de serrage 2 et la broche de perçage 1 est assurée par des éléments d'accouple- ment 5 disposés dans des logements d'accouplement 6, 7 de la broche de perçage 1 d'une part et du corps 8 du mandrin de serrage d'autre part. L'actionnement des éléments d'accouple- nent 5 est réalisé par un manchon d'accouplement 9 guidé sur le corps de mandrin 8 de façon à pouvoir tourner tout en restant bloqué dans le sens axial, qui peut être arrêté dans diverses positions de rotation comme cela sera encore expli- qué en détail ultérieurement. Ce manchon d'accouplement 9 assure le maintien-des éléments d'accouplement 5 dans les logements d'accouplement 6 de la broche de perçage 1, mais il peut être tourné dans une position de désaccouplement dans laquelle les éléments d'accouplement 5 peuvent quitter les logements d'accouplement 6 sur la broche de perçage 1. A cet effet, le manchon d'accouplement 9 est muni, pour chaque élément d'accouplement 5, d'une surface d'accouplement 10 qui s'étend sur une plage de rotation du manchon d'accouple- ment et contre laquelle les éléments d'accouplement 5 sont appliqués radialement et maintenus solidement, en position d'accouplement, sur la broche de perçage 1 aussi bien que sur le corps de mandrin 8. A l'une des extrémités de la plage de rotation du manchon d'accouplement 9, cette surface d'accouplement 10 s'élargit en Il de telle façon que chaque élément d'accouplement 5 peut sortir du logement d'accouple- ment 6 dans la broche de perçage 1 et qu'il n'est plus maintenu que dans le logement d'accouplement 7 du corps de mandrin 8, Dans cette position du manchon d'accouplement 9, la liaison entre la broche de perçage 1 et le corps de mandrin 8 est annulée de telle façon que le mandrin de serrage 2 peut être retiré de la broche de perçage 1. Les logements d'accouplement 7 dans le corps de mandrin 8 pré- sentent une dimension axiale plus grande que les éléments d'accouplement 5 de telle façon que, même lorsque les élé- ments d'accouplement 5 sont entièrement accouplés sur la broche de perçage 1 (figure 2), le corps de mandrin 8 et, par conséquent, le mandrin de serrage 2 présentent un jeu de déplacement axial libre par rapport à la broche de perçage 1. Bien entendu, il est également possible de prévoir un allongement axial correspondant du logement d'accouplement 6 dans la broche de perçage 1 à la place des logements d'accou- plement 7 dans le mandrin de serrage 2. Le manchon d'accou- plement 9 qui, dans le sens axial, s'appuie directement, du coté foret, sur un épaulement annulaire 12, est disposé axialement à côté d'un épaulement annulaire 13 ménagé sur la broche de perçage 1. La surface annulaire 14 du manchon d'accouplement 9 dirigée vers l'épaulement annulaire 13 comprend des saillies de butées 15 orientées dans le sens axial qui, dans la position de rotation correspondante du manchon d'accouplement,peuvent porter directement sur la surface annulaire opposée de l'épaulement annulaire 13, comme cela ressort de la figure 3b. Dans cette position du manchon d'accouplement 9, on obtient ainsi un contact géo- métrique axial direct entre la broche de perçage 1 et le manchon d'accouplement 9, ce qui supprime le jeu de déplace- ment axial du corps de mandrin 8 sur la broche de perçage 1 qui est, en principe, prévu. La surface annulaire de l'épau- lement annulaire 13 opposée aux saillies de butée 15 est munie d'évidements de butée 16 dans lesquels les saillies de butée 15 peuvent s'engager au moins jusqu'à la profondeur du jeu de déplacement axial du mandrin de serrage 2 sur la broche de pergage 1. A l'intérieur de la plage de rotation dans laquelle les éléments d'accouplement 5 sont solidement maintenus en contact avec la broche de perçage 1, le manchon d'accouplement 9 peut être tourné jusqu'à ce que les saillies de butée 15 coincident avec les logements d'accouplement 16 et puissent s'y engager, comme cela ressort de la figure 3a. Dans cette position du manchon d'accouplement 9, le libre jeu de déplacement du corps de mandrin 8 sur la broche de perçage 1 n'est pas gêné. Afin de permettre, lors de la rotation du manchon d'accouplement 9, une localisation et une fixation aisées de ces trois positions de rotation du manchon d'accouplement 9 qui autorisent ou non le jeu axial du mandrin de serrage 2 ou le retrait du mandrin de serrage 2 de la broche de perçage 1, l'invention prévoit un disposi- tif à crans constitué par des crantages 17 ménagés dans l'épaulement annulaire 13 de la broche de perçage 1 et par des broches d'arrêt 18 qui s'y engagent et qui sont guidées axialement dans le manchon d'accouplement 9 et poussées, sous l'action de ressorts 19, contre l'épaulement annulaire 13 de la broche de perçage 1. Ces broches d'arrêt 18 sont représentées en traits continus dans la figure 2. Les trois crantages 17 dans l'épaulement annulaire 13 de la broche de perçage i associés respectivement à chacune de ces deux broches d'arrêt 18 sont indiqués dans la figure 2 en 17', 17" en traits discontinus. Le crantage médian coïncide, dans la figure 2, avec la broche d'arrêt 18 elle-même. Dans la figure 2, les deux crantages 17' correspondent à la position du manchon d'accouplement 9 prévue pour un changement de mandrin de serrage. Les crantages respectivement médians qui, dans la figure 2,coincident avec les broches d'arrêt 18 correspondent à l'état autorisant le libre jeu de dépla- cement axial du mandrin de serrage 2 par rapport à la broche de perçage 1, c'est-à-dire au perçage à percussion, tandis que les crantages désignés par 17" servent à la suppres- sion de ce jeu de déplacement axial, par exemple lorsque le perçage doit être effectué uniquement en rotation et que la possibilité de mouvement axial du mandrin de serrage 2 dQit être supprimée dans l'intérêt de la précision du per- çage. La course des broches d'arrêt 18 est suffisamment grande pour franchir le jeu axial du mandrin de serrage 2 sur la broche de perçage 1, et cela même dans la position de verrouillage dans les crantages. Par ailleurs, le mandrin de serrage 2 représenté présente dans une large mesure la structure habituelle. Dans le corps de mandrin 8 sont guidées les mâchoires de serrage qui peuvent être déplacées concentriquement et dont le réglage est assuré par une bague de réglage 21 qui peut être tournée sur le corps de mandrin 8 tout en étant immobile dans le sens axial et qui s'engage avec un filetage intérieur 22 dans un filetage extérieur 23 des mâchoires de serrage 20. La bague de réglage 21 ellemême comprend une couronne dentée 24 pour l'engrènement avec le pignon 25 d'une clé de serrage 26 pouvant être mise en place sur le mandrin de serrage 2 pour le blocage ou le déblocage de celui-ci. A sa face opposée à la couronne dentée 24, la bague de réglage 21 présente une autre couronne dentée 27 qui coopère avec la denture marginale d'une douille de blocage 29 laquelle peut être déplacée axialement sur le corps de mandrin 8 en vain- quant la force d'un ressort 28. Dans la position de la douille de blocage 29 sans possibilité de rotation sur le corps de mandrin 8 représentée 9 la figure 1, la bague de réglage 21 est verrouillée en rotation de façon à interdire un desserrage non désiré ou un resserrage du mandrin de serrage 2 pendant le perçage ou le perçage à percussion. Des déchets de forage entrant dans le logement 30 pour la fixation du foret peuvent être évacués par des conduits 31 aménagés dans le corps de mandrin 8 et dirigés vers l'extérieur. 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) et 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 (20) pouvant être déplacées concentriquement, la liaison entre le mandrin de serrage (2) et la broche de perçage (1) étant réalisée par des éléments d'accouplement (5) placés dans des logements d'accouplement (6, 7) de la broche de perçage (1) d'une part et du corps (8) du mandrin de serrage (2) d'autre part, et un manchon d'accouplement (9) étant prévu, guidé sur le corps de mandrin (8) de façon à pouvoir tourner, avec possibilité de blocage dans ses positions de rotation, tout en restant immobile dans le sens axial, lequel manchon d'accouplement (9) assure le maintien des éléments d'accouplement (5) dans les logements d'accouplement (6) de la broche de perçage (1), mais peut être tourné dans une position de découplage dans laquelle les éléments d'accouplement (5) peuvent sortir des logements d'accouplement (6) sur la broche de perçage (1) de telle façon que le mandrin de serrage (2) peut être retiré axiale- ment de la broche de perçage (1), caractérisé par le fait que les logements d'accouplement (6, 7) dans le corps de mandrin (8) ou dans la broche de perçage (1) présentent une dimension axiale plus grande que les éléments d'accouplement (5) et permettent ainsi un jeu de déplacement axial du mandrin de serrage (2) par rapport à la broche de perçage (1), que, en plus, le manchon d'accouplement. (9) est disposé axialement à côté d'un épaulement annulaire (13) sur la broche de perçage (1) et que les surfaces annulaires dirigées l'une vers l'autre du manchon d'accouplement (9) ou de l'épaulement annulaire (13) sont munies de saillies de butée (15) orientées axialement qui, en butée sur la surface annulaire respectivement opposée, suppriment le jeu de déplacement axial du mandrin de serrage (2) sur la broche de perçage (1), que la surface annulaire respectivement opposée aux saillies de butée (15) comprend des évidements de butée (16) dans lesquels les saillies de butée (15) peuvent s'engager au moins jusqu'à la profondeur du jeu de déplacement axial du mandrin de serrage (2), et que le man- chon d'accouplement (9) peut être tourné, à l'intérieur d'une plage de rotation assurant le maintien des éléments d'accouplement (5) sur la broche de perçage (1), de telle façon que les saillies de butée (15) coincident avec les évidements de butée (16) et y pénètrent. 2. Dispositif de perçage à percussion selon la revendication i, caractérisé par le fait que les trois positions de rotation du manchon d'accouplement (9) permet- tant ou non le jeu axial du mandrin de serrage (2) ou le retrait du mandrin de serrage (2) de la broche de perçage (1), peuvent être arrêtées par un dispositif à crans. 3. Dispositif de perçage à percussion selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le dispositif a crans est constitué par des broches d'arrêt (18) guidées axialement dans le manchon d'accouplement (9) et poussées, sous ' action de ressorts (19), contre l'épaulement annulaire (13) de la broche de perçage (1), et par des crantages (17) provus dans l'épaulement annulaire (13) pour les broches d'arrêt (18).