Brevet FR2564345A1 — publié le 19851122

-1- La présente invention concerne un mandrin porte-outil pour instruments à main tels que perceuses marteaux-perforateurs et ana- logues destinés à recevoir des outils comportant au moins deux mâchoires de serrage montées de manière à pouvoir se déplacer radialement dans un corps de mandrin, mâchoires qui, au moyen d'une douille conique reliée au corps de mandrin de manière à pouvoir se déplacer axialement et tourner solidairement avec lui et au moyen d'une douille de réglage reliée à la douille conique et vissée dans le corps de mandrin, sont ajustables à chaque diamètre de tige d'extrémité d'enfichage d'outil à monter, la douille de réglage présentant dans sa zone, c8té outil, une denture conique pour l'engagement d'une clé à couronne dentée s'appuyant dans un orifice de réception pratiqué dans la douille conique. En particulier dans le domaine des perceuses, on connait des mandrins porte-outil présentant des mâchoires de serrage réglables radialement. Ces mâchoires de serrage se règlent généralement radiale- ment au moyen d'une douille conique rotative et peuvent ainsi recevoir les extrémités d'enfichage, essentiellement cylindriques,,de diamètres différents des outils. Etant donné que les outils sont serrés simple- ment à force dans de tels mandrins porte-outil, ces mandrins ne con- viennent pas pour les marteaux-perforateurs qui sont soumis à des sollicitations beaucoup plus importantes. Tandis que sur les perceuses l'outil reçoit uniquement la transmission d'une sorte de mouvement vibratoire, sur les marteaux-perforateurs ou les engins à burin, il y a transmission d'un mouvement du marteau sur l'extrémité d'enfichage de l'outil. Pour cette raison, sur les marteaux-perforateurs et les engins burin se sont imposés des mandrins qui permettent une réception des outils avec solidarisation mécanique de correspondance de formes. Sur de tels mandrins, des éléments d'entraînement réglables radiale- ment coopèrent avec des surfaces de butée de l'extrémité d'enfichage de l'outil. Toutefois, la puissance de tels engins ne peut être tota- lement exploitée que si les outils sont reçus dans le mandrin avec un jeu limité. Un problème relativement difficile se pose donc pour le mandrin, problème qui jusqu'à maintenant a été résolu par le fait que les outils présentent une extrémité d'enfichage unitaire pour le guidage à l'intérieur du mandrin et que, par ailleurs, des éléments -2564345 -2- d'entraînement réglables radialement servent au maintien axial et radial des outils sur des surfaces d'engagement correspondantes. Ceci a eu pour effet de dimensionner les outils de manière extrêmement anti-économique, car il était nécessaire de prévoir soit des extré- mités d'enfichage trop grandes pour les petits diamètres d'outils, soit des extrémités d'enfichage trop petites pour les grands diamètres d'outils. En évitant les inconvénients précités, l'invention a pour but de réaliser un mandrin porte-outil qui peut recevoir des outils à extrémités d'enfichage différentes en correspondance de formes et est par conséquent approprié aux marteaux-perforateurs et qui peut être en outre utilisé pour le serrage à force d'outils sur des perceuses. Selon la présente invention, ce but est atteint en prévoyant une douille de verrouillage déplaçable axialement pour solidariser en rotation la douille de réglage avec la douille conique, la douille de réglage étant solidaire en rotation de la douille conique dans l'une des positions terminales de la douille de verrouillage et pouvant tourner par rapport à la douille conique dans l'autre position ter- minale de la douille de verrouillage. Pour régler le mandrin porte-outil selon l'invention, la douille conique et la douille de réglage doivent être déverrouillées de manière à pouvoir tourner l'une par rapport à l'autre. Ceci est obtenu par le déplacement axial de la douille de verrouillage. Il est ensuite possible de régler le diamètre souhaité avec le jeu approprié ou d'appliquer le serrage approprié. En repoussant la douille de verrouillage on relie à nouveau la douille conique et la douille de réglage l'une à l'autre de sorte que le diamètre réglé, y compris le jeu, ou le serrage du mandrin porte-outil restent maintenus. Pour régler la douille conique ainsi que pour éviter tout desserrage en utilisation, il est opportun de rendre la douille de verrouillage blocable dans ses positions terminales. Ce blocage de la douille de verrouillage peut s'effectuer par exemple au moyen d'un ressort annulaire, un arrêt à bille ou analogue. Pour le serrage à force d'un outil, un couple relativement élevé est requis. Pour appliquer un tel couple, il est d'usage de munir la douille conique ou la douille de réglage d'une denture conique -3- destinée à l'engagement d'une clé à couronne dentée. Cette denture conique est toutefois très sensible à l'encrassement. Pour protéger la denture de l'encrassement et pour maintenir également le risque de blessure à un niveau réduit, il est avantageux que la denture conique sur la douille de réglage et l'orifice de réception dans la douille conique soient recouverts par la douille de verrouillage dans la position o la douille de réglage est reliée à la douille conique. Par déplacement axial de la douille de verrouillage, la douille de réglage ainsi que la denture dont elle est munie deviennent visibles. Après le réglage du mandrin porteoutil, la denture se retrouve couverte lorsque la douille de verrouillage est repoussée. En principe, la douille de verrouillage peut être placée sur la douille de réglage ou sur la douille conique. Pour des raisons pratiques, il est, toutefois avantageux que la douille de verrouillage soit montée sur la douille conique de manière à tourner solidairement avec elle tout en pouvant se déplacer axialement. Pendant une utili- sation de longue durée de l'instrument, il est possible que les mâchoires de serrage, et de ce fait également la douille conique en liaison avec elles, s'échauffent de façon relativement importante en raison de l'énergie de percussion transmise sur l'extrémité d'enfi- chage. Ceci est désagréable lors du réglage du mandrin. La température de la partie extérieure à manoeuvrer est sensiblement réduite par la présence d'une douille de verrouillage entourant la douille conique. Ceci s'applique en particulier dans les cas o la douille de verrouil- lage est réalisée en un matériau mauvais conducteur de la chaleur, par exemple en matière plastique. Pour relier la douille de verrouillage à la douille de réglage, il suffit d'avoir une simple liaison rainure/came. Toutefois un nombre réduit de rainures limite les possibilités d'un réglage fin du mandrin. Pour adapter de manière optimale le mandrin porte-outil à chaque diamètre d'extrémité d'enfichage, il est par conséquent avan- tageux que la douille de verrouillage présente une denture pouvant venir en prise d'une contre-denture correspondante pratiquée sur la douille de réglage. Bien qu'une denture frontale soit également possible, il est préférable de réaliser ladite denture avec des dents s'étendant dans le sens longitudinal. -4- Etant donné que la douille de verrouillage n'exerce qu'une simple fonction de sécurité, les forces et les couples qui s'exercent sur elle sont relativement faibles. Pour réaliser une construction compacte du mandrin porte-outil, il est donc souhaitable que la denture sur la douille de verrouillage et la contre-denture sur la douille de réglage soient réalisées sous la forme de cannelures. Une denture à cannelures présente, outre sa simplicité de fabrication, l'avantage de permettre un réglage très fin du mandrin porte-outil. On va maintenant décrire l'invention plus en détail en référence au dessin représentant des modes de réalisation de l'in- vention. Sur ce dessin: La figure 1 représente un mandrin porte-outil selon l'inven- tion en position verrouillée; et La figure 2 représente le mandrin porteoutil de la figure 1 en position déverrouillée. Le mandrin porte-outil représenté sur les figures 1 et 2 présente un corps de mandrin, en forme de douille, désigné dans son ensemble par la référence 1, comportant un trou axial la a diamètre étagé. La zone arrière, côté perceuse, du trou axial la du corps de mandrin 1 est par exemple munie d'un filetage interne lb et vissée par ce filetage interne lb sur une broche 2. La broche 2 est supportée par un roulement 3, dans un carter 4 d'une perceuse. Pour réaliser l'étan- chéité du roulement 3, un joint 5 est monté dans le carter 4. Dans la broche 2, une bouterolle 6 est placée de manière à pouvoir se déplacer axialement. Sur le corps de mandrin 1, est montée une douille conique désignée dans son ensemble par la référence 7, qui tourne avec le corps de mandrin mais qui peut être déplacée axialement sur celui-ci. Une douille de réglage désignée dans son ensemble par la référence 8 tourne en même temps que la douille conique 7, tout en étant indéplaçable axialement. La douille de réglage 8 est munie d'un filetage 8a qui se visse dans un filetage extérieur ld pratiqué sur le corps de mandrin 1. La douille de réglage 8 et la douille conique 7 à laquelle elle est reliée peuvent être déplacées axialement par rapport au corps de mandrin 1 par la rotation de la douille de réglage 8 dans le filetage extérieur ld. Sur la figure 1, la douille conique 7 et la douille de -5- réglage 8 sont reliées l'une à l'autre par une douille de verrouillage pouvant se déplacer axialement, désignée dans son ensemble par la référence 9. La douille de verrouillage 9 présente une denture interne 9a qui vient en prise avec des dentures externes correspondantes 7b, 8c pratiquées sur la douille conique 7 et sur la douille de réglage 8. La liaison entre la douille de réglage 8 et la douille conique 7 s'effectue par une bague de sécurité 10 à élasticité radiale qui est insérée dans une rainure 8d pratiquée dans la douille de réglage 8 et qui s'encastre dans une gorge annulaire 7a pratiquée sur la douille conique 7. Dans une gorge d'encastrement 7c pratiquée sur la douille conique 7, est disposée une bague élastique 11 déformable radialement. La bague élastique 11 s'insère dans des encoches 9b, 9c pratiquée sur le côté intérieur de la douille de verrouillage 9 et assure de ce fait la douille de verrouillage 9 contre tout déplacement axial imprévu dans ses deux positions terminales. Dans la fente longitudinale lc, partant de l'extrémité avant du corps de mandrin 1, sont disposées, de manière à pouvoir se dépla- cer radialement, des mâchoires de serrage désignées dans leur ensemble par la référence 12. Ces mâchoires de serrage 12 présentent un orifice de passage 12a pour un ressort annulaire 13 qui repousse les mâchoires de serrage 12 radialement vers l'extérieur contre le côté interne de la douille conique 7. La solidarisation en rotation de la douille conique 7 et du corps de mandrin 1 s'effectue ainsi au moyen des mâchoires de serrage 12. Sur l'extrémité du mandrin porte-outil placée du côté perceuse, est disposé un joint à labyrinthe 14. Le joint à labyrinthe 14 empêche la pénétration de poussières et de résidus de forage dans le mandrin ainsi que dans la zone du joint 5. Pour régler la douille de réglage 8, celle-ci est munie, sur son extrémité côté outil, d'une denture conique 8b. La douille conique 7 présente un orifice de réception 7b pour l'introduction d'une clé à couronne dentée connue en soi. L'orifice de réception 7d est conformé de préfé- rence en forme de rainures longitudinales ouvertes vers l'extrémité arrière de la douille conique 7. Une telle conformation permet une fabrication économique de la douille conique 7 par extrusion. La clé à couronne dentée, non représentée, s'appuie de ce fait sur trois côtés sur la douille conique 7 et sur le quatrième côté sur la douille de 64345 -6- réglage 8. Dans la position représentée sur la figure 1, une extrémité d'enfichage d'un outil, désignée dans son ensemble par la référence , est engagée dans le mandrin porte-outil. L'extrémité d'enfichage 15 est munie de rainures longitudinales 15a dans lesquelles les machoires de serrage 12 s'engagent en correspondance de formes. Toutefois, il est possible de monter avec le même mandrin porte-outil des outils à extrémité d'enfichage lisse par serrage à simple fric- tion. Dans la position représentée sur la figure 1, la douille de réglage 8 est verrouillée par la douille de verrouillage 9, la douille conique 7 et les mâchoires de serrage 12 de manière à tourner soli- dairement avec le corps demandrin 1. L'orifice de réception 7d destiné à la clé à couronne dentée, ainsi que la denture conique 8b, sont recouverts par la douille de verrouillage 9, dans la position représentée sur la figure 1, et sont ainsi protégés contre l'encras- sement. Pour changer l'outil, la douille de verrouillage 9 est poussée, en direction de l'outil, dans la position représentée sur la figure 2. Au moyen de la bague élastique 11 et de la rainure d'encas- trement 9c, la douille de verrouillage 9 est maintenue dans cette position pendant cette opération. La douille de réglage 8 peut alors tourner par rapport au corps de mandrin 1, ou par rapport à la douille conique 7. Par l'engagement des filetages de la douille de réglage 8 et du corps 1, il se produit lors de la rotation de la douille de réglage 8 un déplacement axial de la douille conique 7 et de ce fait un déplacement radial des mâchoires de serrage 12. Ce déplacement de la douille de réglage 8 peut s'effectuer manuellement ou au moyen d'une clé à couronne dentée insérable dans l'orifice 7d et pouvant engréner avec la denture conique 8b. Après le réglage du diamètre sou- haité, la douille de verrouillage 9 est repoussée dans la position représentée sur la figure 1, et la douille de réglage 8 se trouve ainsi bloquée. En même temps, la douille de verrouillage 9 est main- tenue dans cette position finale par la bague élastique 11 qui s'en- castre dans l'encoche 9b. -7- REVENDICATIONS 1. Mandrin porte-outil pour instruments à main tels que perceuses, marteaux-perforateurs et analogues, destiné à recevoir des outils, comportant au moins deux mâchoires positionnées de manière à pouvoir se déplacer radialement dans un corps de mandrin, machoires qui, au moyen d'une douille conique reliée au corps de mandrin de manière à pouvoir se déplacer radialement et tourner solidairement avec lui et au moyen d'une douille de réglage reliée à la douille conique et vissée dans le corps de mandrin, sont ajustables à chaque diamètre de tige d'extrémité d'enfichage d'outil, la douille de réglage présentant dans sa zone terminale c8té outil une denture conique pour l'engagement d'une clé à couronne dentée s'appuyant dans un orifice de réception pratiqué dans la douille conique, caractérisé par le fait qu'il comprend une douille de verrouillage (9) déplaçable axialement pour solidariser en rotation la douille de réglage (8) avec la douille conique (7), la douille de réglage (8) étant solidaire en rotation de la douille conique (7) dans l'une des positions terminales de la douille de verrouillage (9), et pouvant tourner par-rapport à la douille conique (7) dans l'autre position terminale de la douille de verrouillage (9). 2. Mandrin porte-outil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la douille de verrouillage (9) est blocable dans ses positions terminales. 3. Mandrin porte-outil selon les revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que la denture conique (8b) sur la douille de réglage (8) et l'orifice de réception (7d) dans la douille conique (7) peuvent être recouverts par la douille de verrouillage (9) dans la position qui relie la douille de réglage (8) h la douille conique (7). 4. Mandrin porte-outil selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la douille de verrouillage (9) est soli- daire en rotation de la douille conique (7) et qu'elle peut être déplacée axialement sur celle-ci. 5. Mandrin porte-outil selon l'une quelconque des revendi- cations 1 h 4, caractérisé par le fait que la douille de verrouillage 33 (9) présente une denture (9a) pouvant venir en prise d'une contre- denture correspondante (8c) pratiquée sur la douille de réglage (8). 6. Mandrin porte-outil selon la revendication 5, caractérisé par le fait que la denture (9a) pratiquée sgr la douille de verrouil- lage (9) ou la contre-denture (8c) pratiquée sur la douille de réglage (8) sont constituées en forme de cannelures.