Brevet FR2579918A1 — publié le 19861010

La présente invention concerne un outil mécanique ou outil à moteur et notamment un outil à moteur comportant un dispositif de retenue servant à retenir un organe de cou- pe et qui permet des changements rapides de ce dernier. Conformément à la présente invention il est pré- vu un outil à moteur comportant une broche bloquée axiale- ment et montée rotative, caractérisé en ce qu'il comporte un organe de retenue d'un organe de coupe, servant à rac- corder ladite broche à un organe de coupe comportant une ti- ge tubulaire, et comprenant une douille d'avance de l'orga- ne de coupe, montée avec blocage en rotation dans ledit ou- til à moteur en étant coaxiale avec ladite broche et pou- vant se déplacer axialement par rapport à cette dernière, un logement situé à l'intérieur de ladite douille en étant espacé de ladite broche de manière à recevoir la tige tubu- laire de l'organe de coupe et possédant une pluralité de trous radiaux, des moyens formant palier supportant ledit logement à l'intérieur de ladite douille de manièrequ'iltour- ne par rapport à cette dernière, une clavette d'entraîne- ment montée sur ladite broche, une bille située dans chacun desdits trous du logement et possédant un diamètre supérieur à celui dudit espace situé entre ledit logement et ladite broche, un collet de dégagement monté sur ledit logement et comportant une surface formant came en appui sur lesdites billes de manière à déplacer ces dernièresradialement vers l'intérieur dudit logement afin qu'elless'engagentdans une gorge périphérique ménagée dans la tige de l'organe de cou- pe, un ressort sollicitant ledit collet de dégagement de ma- nière à déplacer lesdites billes vers l'intérieur, ledit col- let de dégagement étant déplaçable à l'encontre de la sol- licitation dudit ressort de manière à libérer lesdites bil- les pour qu'elles aient un déplacement radial vers l'exté- rieur de manière à libérer ledit organe de coupe. Une caractéristique préférée consiste en ce que le palier, qui supporte le logement, est retenu par une bha- gue filetée à l'intérieur de la douille d'avance, dans l'es- pace annulaire compris entre cette dernière et le logement. Le collet de dégagement et la bague comportent des moyens d'accouplement qui coopèrent ensemble de manière & permet- tre à la bague d'être vissée ou dévissée au moyen du collet de dégagement. Selon une autre caractéristique préférée, il est prévu une entretoise amovible servant à empêcher la venue intempestive en contact du collet de dégagement contre la bague. Une autre caractéristique préférée consiste en ce que le collet de dégagement doit être écarté du carter de l'outil à moteur afin de permettre le dégagement de l'or- gane de coupe. Ceci empêche un dégagement dû àla formation de copeaux. D'autres caractéristiques et avantages de la pré- sente invention ressortiront de la description donnée ci- après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure l'est une vue en élévation de l'ou- til à moteur, dont une partie du carter et une partie du ré- servoir pour un fluide de refroidissement ont été arrachées; - la figure 2 est une vue en coupe à plus grande échelle montrant la structurede labase magnétique dans la- quelle les champs magnétiques se renforcent; - la figure 3 est une figure semblable à la figu- re 2, mais dans laquelle les champs magnétiques s'annihi- lent; - la figure 4 est une vue encoupe prise sur la figure 2 auniveau de la tige d'un commutateur; - la figure 5 est une vue en coupe détaillée mon- trant la manière dont le levier/la manette actionne l'ensem- ble d'aimants supérieur; - la figure 6 est une vue encoupe prise suivant la ligne 6-6 sur la figure 5; - la figure 7 est une vue en élévation de bout montrant la manette d'avance et un organe de coupe; - la figure 8 est une vue en coupe à plus grande échelle de l'organe servant à découper les trous, du méca- nisme d'avance et de la broche d'entraînement; - la figure 9 est une vue en coupe prise suivant la ligne 9-9 sur la figure 8; - la figure 10 est une vue en coupe horizontale montrant les détails du mécanisme d'avance de l'organe de coupe; - la figure 11 est une vue encoupe de la pompe d'entraînement du fluide de refroidissement et du mécanisme d'avance; - la figure 12 est une vue en coupe prise suivant la ligne 12-12 sur la figure 11; - la figure 13 est une vue semblable à la figure 8, mais représente le collet de dégagement de l'organe de coupe, tiré vers le bas de manière à dégager l'organe de cou- pe; - la figure 14 représente un détail à plus gran- de échelle, montrant la limite de déplacement des pointes formant clé à écrous en direction de la bague de retenue lorsque l'entretoise formant joint torique est en place; - la figure 15 est semblable aux figures 8 et 13, mais montre la manière dont le collet de dégagement peut con- tacter la bague lorsque l'entretoise formant joint torique est retirée; la figure 16 est semblable à la figure14, mais montre les pointes formant clé à écrous contactant la bague comme représenté sur la figure 15; et - la figure 17 est une coupe prise suivant la li- gne 17-17 sur la figure 13. L'outil portatif 10 servant à découper des trous comprend un carter 12 prévu pour un moteur et monté sur une base magnétique 14 et comprenant un réservoir 16 prévu pour un fluide de refroidissement et est fixé à la base, en ar- rière du carter 12. La base magnétique comporte deux ensem- bles d'aimants permanents (26, 28) dont l'un (28) est monté à la partie supérieure de l'ensemble supérieur et est dépla- çable par rapport à l'ensemble inférieur 26. Comme cela est visible sur la vue en coupe, les parties minces 18 sont les aimants permanents, tandis que les plaques épaisses 20 sont constituées en un matériau ferromagnétique, c'est-à-dire de l'acier. Les aimants sont aimantés de telle sorte que les faces, qui sont situées en vis-à-vis, des aimants, possè- dent des polarités identiques comme cela est indiqué sur les dessins. Les aimants et les pièces en acier, disposés en alternance, de l'ensemble inférieur 26 sont reliés les uns aux autres par des tirants 22 s'étendant sur toute la lon- gueur de l'ensemble et à travers les extrémités 24 de la ba- se 4. L'ensemble supérieur est réuni par des tirants 23. Les tirants 22, 23 enserrent la structure 46 formant capteur, qui va être décrite. Lorsque l'ensemble magnétique supérieur 28 est disposé comme cela est représenté sur la figure 2, les aimants supérieurs sont alignés avec les aimants infé- rieurs de même polarité. Ainsi les pièces en acier situées entre les aimants supérieurs et inférieurs sont alternati- vement des pôles nord et sud et cecicrée un champ magnéti- que servant à attirer la base de l'outil contre le matériau ferromagnétique, qui contacte cette base. L'ensemble supé- rieur d'aimants est légèrement plus court que l'ensemble in- férieur d'aimants de sorte qu'un certain flux agit toujours même lorsque l'ensemble magnétique supérieur est décalé vers la droite sur une distance convenant pour aligner les ai- mants supérieurs par rapport aux aimants inférieurs de po- larité opposée, comme cela est représenté sur la figure 3, et les champs des ensembles supérieur et inférieur se court- circuitent pour l'essentiel en ne laissant subsister qu'une faible force nette retenant l'outil sur la surface de la piè- ce à travailler. Ceci améliore les propriétés de manipula- tion de l'outil. Le décalage de l'ensemble magnétique supérieur 28 par rapport à l'ensemble inférieur 26 est commandé par une manette 30 qui possède une poignée 32 située au niveau de l'extrémité distale des bras de manivelle 34 qui entou- rent le réservoir 16 et qui sont montés de façon à pouvoir pivoter sur l'arbre 36 fixé dans les rails 27 de la partie extrudée 25 de la base. La branche courte 38 de chaque bras de manivelle 34 est logée dans une fente40 d'un bloc d'ac- tionnement amagnétique (en aluminium) 42. Le bloc d'action- nement comporte une ouverture centrale allongée 44, à tra- vers laquelle s'étendent la sonde de détection formant cap- teur 46 et la tige 48 d'un commutateur. L'ouverture allon- gée 44 permet de déplacer l'ensemble magnétique supérieur 28 par rapport à l'ensemble magnétique inférieur 26 et par rapport au capteur 46 et à la tige 48. Le bloc en aluminium 42 est muni d'une rainure transversale 50 située sur sa face inférieure et qui permet à une goupille transversale 52 d'être montée transversale- ment à l'intérieur de la tige 48 du commutateur de manière à s'engager dans la gorge 50 lorsque l'ensemble magnétique est actif (comme représenté sur la figure 2). Si l'ensemble magnétique supérieur 28 a été amené sur la droite (figure 3), la rainure est décalée et ne peut pas recevoir la goupil- le 52, et la tige 48 du commutateur ne peut pas être rele- vée dans sa position supérieure de manière à fermer un com- mutateur 54 qui est un commutateur à bascule, dont la poi- gnée de manoeuvre 56 est logée dans le trou 58 ménagé dans la tige du commutateur. Ainsi on notera que l'ensemble ma- gnétique supérieur 28 doit être situé dans la position acti- ve (figure 2) de manière à permettre au commutateur 54 d'être fermé pour brancher le moteur situé dans le carter 12. On notera que le capteur 46 est monté de façon à avoir un déplacement en va-et-vient sur l'extrémité infé- rieure de la tige 48 du commutateur, la goupille ou butée transversale 52 s'étendant à travers le trou 60 ménagé dans le capteur. Ainsi le capteur peut se déplacer par rapport à la goupille 52 à l'intérieur de la plage limitée de dépla- cement permise par la goupille transversale 52 qui est enga- gée dans l'ouverture 60. Le capteur est sollicité vers le bass au moyen du ressort 52 comprimé entre l'extrémité supé- rieure du capteur 46 et la broche 36 s'étendant à travers une fente 64 ménagée dans la tige 48 du commutateur. On no- tera que, dans la position représentée sur la figure 2, le capteur a été repoussé vers le haut par suite de son con- tact avec une surface plane. Comme cela est représenté, ceci permet à la tige 48 du commutateur d'être relevée de maniè- re à fermer le commutateur 54. Si l'on bascule l'outil ou analogue de telle sorte que le capteur ne soit plus repous- sé à l'intérieur de la base par suite de son contact avec une surface d'une pièce à travailler, le ressort 62 repous- se le capteur vers le bas hors de la base et ceci entraine que l'ouverture 60 tire la goupille 52 vers le bas ainsi que la tige 48 du commutateur, ce qui actionne la manette 56 du commutateur à bascule en débranchant le commutateur 54 et en débranchant le moteur. Lorsque l'ensemble magnétique est disposé comme cela est représenté sur la figure 2 et que le capteur est rétracté, on peut brancher le moteur en soulevant le bouton 49 situé sur la tige 48 du commutateur. Pour arrêter le mo- teur, on enfonce le bouton 49. L'ensemble magnétique supé- rieur est actionné à l'aide d'un levier d'actionnement 30. Le levier est verrouillé soit dans la position dans laquelle l'aimant est excité (figure 2), soit dans la position dans laquelle l'aimant est désexcité (figure 3), au moyen d'un dispositif de verrouillage qui comporte l'organe de verrouil- lage en forme de U 66. La base du U s'étend à l'intérieur des fentes ménagées dans les bras de manivelle 34 et les branches de l'extrémité ouverte sont introduites en 68 de manière à s'engager soit dans la fente 70 correspondant au mode "branché", soit dans la fente 72 correspondant au mode "débranché", qui sont ménagées dans la plaque latérale 74. Les extrémités rentrées 68 sont sollicitées par un ressort de traction 76 de manière à s'engagerr dans l'une ou l'au- tre des fentes. Lorsque l'on désire passer du mode "branché" au mode "débranché" ou du mode "débranché-" au mode "bran- ché", on tire en arrière la pièce transversale 66 de l'or- gane de verrouillage de manière à faire sortir les extrémi- tés 68 hors de la fente et à permettre l'actionnement du le- vier. Lorsque l'on relâche la pièce transversale 66, le res- sort 76 rétracte les extrémités 68 de l'organe de verrouil- lage à l'intérieur de la fente appropriée. Le moteur situé dans le carter 12 entraîne une broche 78 (figure 8) montée rotative dans un palier 80 et dans un palier supérieur (non représenté). La broche n'est pas déplaçable axialement. Une douille d'avance 82 est mon- tée sur la broche de manière à avoir un déplacement axial par rapport à cette dernière. La douille comporte une pla- que 84 s'étendant vers l'arrière et qui est fixée à la douil- le au moyen de ressorts de compensation 86 sollicitant la plaque et la douille vers le haut en direction de la limite supérieure de sa course, telle que détemrinée par le contact de la douille avec le manchon 88 et/ou avec la plaque 90. La douille 82 comporte un logement 92 qui sert à retenir l'organe de coupe et qui est monté rotatif dans la douille. L'extrémité supérieure du logement 92 est munie d'une piste pour un roulement à billes 94. La douille est munie de pistes supérieure et inférieure 96, 98 contactant les billes 94 de manière à supporter une charge dans un sens ou dans l'autre. La piste inférieure est sollicitée vers le haut par le joint torique 100 comprimé par la bague 102 vis- sée dans la douille 82. Le logement 92 comporte trois perçages transver- saux servant à recevoir des billes de retenue 104 qui con- tactent la gorge 106 ménagée dans le corps tubulaire de l'or- gane de coupe 108. Ces billes sont maintenues en contact par jacae110 dans la partie intérieure supérieure du collet de dégagement 112 qui est repoussé vers le haut par le res- sort 114 comprimé entre la bride intérieure 116 du collet de dégagement et la bague d'encliquetage brusque 118 fixée dans l'extrémité inférieure du logement. On notera que la came 110 possède en réalité une section cylindrique 120 qui contacte les billes lorsqu'elles sont dans la position opé- rationnelle, dans laquelle elles contactent la gorge de l'or- gane de coupe. Cette partie plate sur la rampe empêche qu'une quelconque force créée n'agisse en retour sur la ram- pe et ne déplace cette dernière de manière à libérer les bil- les et par conséquent supprimer l'action de serrage exercée sur l'organe de coupe. On tire vers le bas le collet de dégagement 112 à l'encontre de la sollicitation du ressort 114 de manière à tirer la came 110 en l'abaissant de manière à dégager les billes de retenue 104. Ceci libère l'outil. Le fait de ti- rer vers le bas le collet de dégagement n'est pas aussi com- mode que de le repousser vers le haut de manière à le déga- ger, mais il s'est avéré que la formation de copeaux pour- rait repousser le collet de dégagement vers le haut et en- traîner une libération de l'outil. C'est pourquoi il est pré- férable d'utiliser une traction vers le bas pour obtenir le dégagement. Lorsque l'organe de coupe est retiré, les bil- les sont encore retenues captives par le logement 92, sur un diamètre supérieur à l'épaisseur de la douille/tige de l'organe de coupe. Il est prévu des moyens pour entraîner en rota- tion la bague filetée 102 à l'intérieur de l'espace appa- remment inaccessible situé dans la douille d'avance 82. Lors- que l'on retire l'organe de coupe 108, on peut repousser le collet de dégagement 112 vers le haut en direction de la ba- gue, mais, comme représenté sur la figure 14, ce collet ne peut pas atteindre réellement la bague étant donné que le joint torique 122, qui agit à la manière d'une entretoise empêchant les ergots 124 situés sur l'extrémité supérieure du collet de dégagement de s'engager dans les fentes 1265 ménagées dans le bord inférieur de la bague 102. Lorsqu'il est souhaitable de faire tourner la bague, on retire le joint torique 122, comme sur la figure 15, de manière à per- mettre au collet de dégagement d'être relevé suffisamment haut pour que les ergots 124 s'engagent dans des fentes 126 ménagées dans la bague et agissent à la manière.d'une clé à écrous pour faire tourner la bague. Une fois que la bague 102 a tourné suffisamment de manière à comprimer le joint torique 100 afin de charger la piste inférieure 98 on remet en place le joint torique formant entretoise 122, comme ce- la est représenté. L'outil de coupe possède une gorge inté- rieure recevant une clavette d'entraînement 128 fixée sur la broche 78. La clavette entraîne l'organe de coupe. Le déplacement descendant de la douille d'avance 82 (et de l'organe de coupe) est réglé au moyen du levier vissé dans la douille 132 du levier, la goupille d'en- trainement 134 (figure 10) étant maintenue captive avec ses extrémités logées dans le levier 130 et dans l'arbre trans- versal 136. L'arbre transversal peut faire saillie d'un cô- té ou de l'autre du carter tout en étant limité dans son dé- placement transversal par rapport au carter par la goupille de limitation 138 vissée à travers le manchon 140 dans la gorge ou le renfoncement 142 ménagée dans l'arbre transver- sal. L'arbree transversal 136 est claveté sur le manchon 140 au moyen d'une clavette ménagée dans le manchon 140. Le manchon 140 fait partie du mécanisme d'action- nement en forme de fourche de la douille 82. Ainsi les deux bras 144 de la came d'actionnement enserrent la broche et la partie supérieure de la douille de manière à contacter cette dernière (figure 10) de sorte que, lorsque l'on dépla- ce le levier 130 dans le sens des aiguilles d'une montre (fi- gure 1), les extrémités des cames 140 exercent vers le bas une pression sur la douille 82, en sens opposé du ressort 86, afin d'abaisser la douille. Ceci provoque l'abaissement de l'organe d eocupe et du logement de retenue de manière à aire avancer l'organe de coupe à l'intérieur du matériau devant être usiné. Le centre du trou devant être découpé est indiqué par la pointe ou le capteur 146, qui s'étend vers le bas, est chargé par un ressort et fait saillie à partir de l'ex- trémité inférieure de la broche. Le capteur 146 est repous- sé vers le bas par le ressort 148 comprimé entre l'épaule- ment intérieur ménagé dans le perçage central de la broche et l'extrémité supérieure de la pointe et peut se déplacer vers le haut à l'encontre de la sollicitaiton du ressort 148 lorsque l'outil est positionné sur la pièce à travail- ler. Le capteur ne peut pas ressortir hors de la broche au- delà de la position représentée, étant donné que la butée de limitation 50 fixée dans la broche contacte l'extrémité de la gorge située sur la face du capteur. Le capteur agit à la manière d'un éjecteur de particules métalliques lors- qu'on retire l'organe de coupe de la pièce à traiter. Le fluide de refroidissement est envoyé à l'inté- rieur de l'organe de coupe à partir du réservoir 16 par l'in- termédiaire d'un tuyau en matière plastique 152 monté à l'in- térieur de l'organe de coupe et s'étendant jusqu'au coin in- férieur droit (figure 2) de sorte que si la machine est mon- tée en position verticale, l'extrémité du tube est située au niveau du point inférieur du réservoir. Le tuyau en ma- tière plastique s'étend à l'intérieur du carter devant une came rotative 154 montée dans le carter et munie d'une ex- trémité de manoeuvre située à l'extérieur du carter. La ca- me 154 comprime le tuyau 152 par l'intermédiaire de la pla- que d'usure métallique 156 de manière à éviter un section- nement ou une usure du tuyau. On peut faire pivoter la ca- me 154 de manière à pincer le tuyau comme cela est désiré de manière à régler le débit de l'écoulement de fluide de re- froidissement envoyé à l'organe de coupe. Par conséquent la came fonctionne à la manière d'un organe de réglage du dé- bit. Le tuyau passe ensuite entre un tampon élastique 158 porté par la plaque d'actionnement 84 et une partie en sur- plomb fixe 160 du carter de sorte que, lorsque l'organe de coupe est dans sa position la plus haute, c'est-à-dire lors- qu'il ne travaille pas, le tuyau 142 est serré par pince- ment. Lorsque l'on actionne le levier d'avance 130, le tam- pon élastique 158 est écarté du tuyau 152 et le fluide de refroidissement peut circuler. La pompe d'entraînement du fluide de refroidissement est une pompe péristaltique qui comporte une partie courbe 161 contre laquelle le tuyau 152 est serré au moyen d'une came ou d'un galet excentrique 162, de manière à réaliser l'action de pompage péristaltique. L'extrémité du tuyau 152 est raccordée, en 164, à un collec- teur 166 (figure 8) entre les joints toriques supérieur et inférieur 168, 170 de manière à communiquer avec le per- çage transversal 172 ménagé dans la broche de manière à ame- ner le fluide de refroidissement jusqu'au perçage axial 174 ménagé dans la broche et le faire descendre, à travers un renfoncement situé dans le capteur 146, jusqu'à l'intérieur de l'organe de coupe. Avec cet agencement aucun fluide de refroidissement ne circule avant que l'organe de coupe soit déplacé à partir de sa position supérieure. La structure permet de régler le débit conformément aux exigences requi- ses afin de faire démarrer l'opération de coupe. REVENDICATIONS 1. Outil à moteur comportant une broche bloquée axialement et montée rotative, caractérisé en ce qu'il com- porte un organe de retenue d'un organe de coupe, servant à raccorder ladite broche à un organe de coupe comportant une tige tubulaire, et comprenant une douille (82) d'avance de l'organe de coupe, montée avec blocage en rotation dans le- dit outil à moteur en étant coaxiale avec ladite broche (78) et pouvant se déplacer axialement par rapport à cette der- nière, un logement (92) situé à l'intérieur de ladite douil- le (82) en étant espacé de ladite broche (78) de manière à recevoir la tige tubulaire (108) de l'organe de coupe et possédant une pluralité de trous radiaux, des moyens for- mant palier (94, 96, 98) supportant ledit logement à l'in- térieur de ladite douille de manièrequ'iltourne par rapport à cette dernière, une clavette d'entraînement (128) montée sur ladite broche, une bille (104) située dans chacun des- dits trous du logement et possédant un diamètre supérieur à celui dudit espace situé entre ledit logement (92)et la- dite broche (78), un collet de dégagement (112) monté sur ledit logement et comportant une surface formant came en ap- pui sur lesdites billes de manière à déplacer ces derniè- resradialement vers l'intérieur dudit logement afin qu'elles s'engagentdans une gorge périphérique (106) ménagée dans la tige de l'organe de coupe, un ressort (114) sollicitant le- dit collet de dégagement de manière à déplacer lesdites bil- les vers l'intérieur, ledit collet de dégagement étant dé- plaçable à l'encontre de la sollicitation dudit ressort de manière à libérer lesdites billes pour qu'elles aient un dé- placement radial vers l'extérieur de manière à libérer le- dit organe de coupe. 2. Outil à moteur selonla revendication 1, carac- térisé en ce que lesdits moyens formant paliers sont rete- nus dans ladite douille d'avance au moyen d'une bague (102) vissée à l'intérieur de ladite douille d'avance, que ledit collet (112) est déplaçable de manière à contacter ladite bague (102), et que des moyens d'accouplement (124, 126) si- tués sur ledit collet de dégagement et sur ladite bague (102) permettent à cette dernière d'être entraînée en rotation au niveau de ses filetages au moyen d'une rotation dudit col- let de dégagement. 3. Outil à moteur selon la revendication 2, carac- térisé en ce qu'il comporte des moyens formant entretoises (122) situés entre ladite douille d'avance (82) et ledit col- let de dégagement (112)etservant à empêcher un déplacement dudit collet de dégagement tel que ce dernier puisse con- tacterladite bague, lesdits moyens formant entretoises étant amovibles de manière à permettre la venue en contact dudit collet de dégagement avec ladite bague. 4. Outil à moteur selon la revendication 3, carac- térisé en ce que ladite broche (78) est normalement dispo- sée verticalement, que ledit ressort (114) sollicite ledit collet de dégagement vers le haut en l'écartant du matériau sur lequel on travaille, et que ledit collet de dégagement (112) peut être abaissé à l'encontre de la sollicitation du- dit ressort. 5. Outil à moteur selon l'une quelconque des re- vendications 1 à 4, caractérisé en ce que le palier, à l'ai- de duquel le logement est raccordé à la douille, est un pa- lier de butée (94, 96, 98).