Brevet FR2705597A1 — publié le 19941202

"Porte-outil pour outil portatif à main pour le perçage et la percussion " Etat de la technique La présente invention concerne un porte-outil pour des machines-outils à main notamment pour le perçage ou la percussion servant à la transmission d'un mouvement de rotation et/ou un mouvement de percussion à un outil ayant des rainures ouvertes jusqu'à l'extrémité de sa tige et comporte un perçage de réception ayant au moins deux nervures d'entraînement en rotation, axiales, en saillie vers l'intérieur et de préférence opposées, ces nervures venant prendre dans des rainures ouvertes de l'outil et dans une zone périphérique du perçage de réception, décalée par rapport au nervures d'entraînement en rotation, il y a au moins un organe de verrouillage guidé élastiquement vers l'extérieur dans un passage radial du porte-outil, cet or- gane de verrouillage venant dans une goulotte de la tige de l'outil, pour limiter le mouvement axial de l'outil dans le porte-outil, en étant verrouillable dans cette position. Selon le document DE 25 51 125, on connaît un em- manchement d'outil ou porte-outil pour des machines-outils dont le perçage de réception comprend deux nervures d'en- traînement en rotation, opposées qui pénètrent dans des rainures d'entraînement en rotation, correspondantes, réa- lisées dans la tige des outils utilisés sur cette machine. Ce document montre en outre deux organes de verrouillage également opposés en étant toutefois décalés environ de 90 par rapport aux nervures d'entraînement en rotation; ces organes de verrouillage s'accrochent dans des goulottes longitudinales prévues de manière correspondante dans la tige de l'outil pour éviter que l'outil ne puisse tomber ou s'extraire accidentellement. Comme ce système d'emmanchement connu sous la dé- nomination " SDS-plus ", est utilisé sur ces machines et des outils de puissance variable, il faut un même diamètre de tige d'outil pour assurer la compatibilité des diffé- rents outils. Cela a l'inconvénient que les outils les plus puissants ne puissent s'utiliser même sur des machines de puissance appropriée ou pour un fonctionnement permanent, car cela provoquerait une trop forte usure des moyens d'en- traînement en rotation; la transmission du couple d'en- traînement se fait sur ces moyens, seulement par deux flancs opposés, relativement étroits des rainures d'entraî- nement en rotation ou des nervures d'entraînement en rota- tion. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et concerne à cet effet un emmanchement du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que pour un en- traînement en rotation susceptible de transmettre des ef- forts plus importants pour des outils puissants, le porte- outil comporte dans la direction périphérique du perçage de réception dans le sens de rotation, à côté d'au moins l'une des nervures d'entraînement en rotation, une rainure com- plémentaire, axiale pour l'outil à recevoir, cette rainure allant jusqu'à l'extrémité avant du perçage de réception. Partant des outils évoqués ci-dessus pour des ex- trémités à emmancher " SDS-plus ", pour un diamètre de la tige ainsi que de l'emmanchement d'outil prédéterminé, par exemple de 10 mm, l'invention offre l'avantage d'améliorer considérablement l'entraînement en rotation, par une rai- nure complémentaire dans le perçage de réception permettant de recevoir des outils ayant une nervure complémentaire de forme correspondante. Ce dispositif est caractérisé en ce qu'à la périphérie de la tige d'outil dans le sens de rota- tion à côté d'au moins une des rainures d'entraînement en rotation se trouve une rainure complémentaire dirigée axia- lement. Cela permet de transmettre un couple beaucoup plus important ou de fonctionner avec une usure plus faible au niveau de l'entraînement en rotation. Un autre avantage important est que l'emmanchement perfectionné puisse s'uti- liser pour des outils ayant une extrémité " SDS-plus " sans être handicapé, c'est-à-dire que cet emmanchement est par- faitement compatible. Comme la rainure complémentaire de l'emmanchement se trouve à côté de la nervure d'entraîne- ment en rotation, on a l'avantage que cela ne touche pas le verrouillage axial des outils qui reste conservé totale- ment. De plus, le guidage de l'outil est amélioré par au moins une rainure ou nervure complémentaire dans ce système d'emmanchement. Il est particulièrement avantageux que le flanc avant de la rainure complémentaire, selon le sens de rota- tion, soit formé avec le flanc arrière de la nervure d'en- traînement en rotation, voisine par un plan radial continu, pour la transmission du couple. Les surfaces transmettant le couple entre l'em- manchement et la tige de l'outil, sont ainsi augmentées globalement d'environ 50 % par rainure/nervure complémen- taire. Il est en outre avantageux pour augmenter la du- rée de vie de l'outil et du moyen d'entraînement, que la rainure complémentaire ou la nervure complémentaire soient sensiblement aussi larges que la nervure d'entraînement en rotation ou rainure d'entraînement en rotation voisine. En outre, de façon avantageuse, le guidage des outils dans l'emmanchement ou porte-outil est amélioré en ce que le fond de la rainure complémentaire de l'emmanchement est courbe suivant le rayon correspondant à son axe longitudi- nal et que la nervure complémentaire sur la tige de l'outil est également courbe suivant le rayon correspondant à l'axe longitudinal de l'outil. Une autre amélioration de l'entraînement ou une réduction de l'usure du moyen d'entraînement en rotation résulte du fait qu'un côté de deux nervures d'entraînement en rotation, diamétralement opposées dans l'emmanchement, on a chaque fois une rainure complémentaire voisine dans le sens de rotation qui reçoit pour la charge symétrique de l'entraînement en rotation sur la tige de l'outil, en plus des rainures d'entraînement en rotation, diamétralement op- posées, chaque fois une nervure complémentaire voisine dans le sens de rotation. Dessins Quelques exemples de réalisation de l'invention sont représentés aux dessins et seront décrits ci-après de manière plus détaillée. Ainsi: La figure 1 est une coupe transversale d'un pre- mier exemple de réalisation d'un emmanchement à deux rainu- res complémentaires opposées et d'une tige d'outil "SDS- plus" connue, placée dans le perçage de réception, l'ensem- ble étant représenté à une échelle fortement agrandie. La figure 2 est une coupe transversale d'une tige d'outil à deux nervures complémentaires pour l'emmanchement de l'outil de la figure 1. La figure 3 est une coupe longitudinale de l'em- manchement de l'outil selon la figure 1 et de la tige d'ou- til ou broche selon la figure 2 à l'échelle 2:1. La figure 4 montre un autre exemple de réalisa- tion d'un emmanchement de l'outil à rainure complémentaire recevant une tige d'outil avec une nervure complémentaire, selon une coupe transversale à échelle fortement agrandie. La figure 5 montre comme troisième exemple de réalisation, un emmanchement d'outil représenté à échelle agrandie, et montrant trois rainures complémentaires et une tige d'outil placée dans cet emmanchement et comportant trois nervures complémentaires associées, selon une vue en coupe transversale. Les figures Ga) et 6c) montrent plusieurs varian- tes de réalisation de la rainure complémentaire de l'emman- chement ou de la nervure complémentaire de la tige d'outil, selon une vue en coupe. Description des exemples de réalisation Le système d'emmanchement selon l'invention pour des outils de machines-outils à main, notamment des perceu- ses à main ou des perforateurs se compose essentiellement d'un porteoutil 10 selon la figure 1 qui reçoit un outil 23 selon la figure 2. La figure 1 montre une coupe trans- versale du corps de base 12 selon I-I de la figure 3 du porte-outil 10; ce porte-outil et entraîné selon une rota- tion à droite par une machine-outil non représentée. Le corps de base 12 présente un perçage de réception 13 dans lequel viennent en saillie, dans des positions diamétrales, deux nervures d'entraînement en rotation 14 du corps de base 12; ces nervures sont de même forme et diamétralement opposées. Les flancs 15 des nervures d'entraînement en ro- tation 14 forment alors des surfaces planes 17 s'étendant radialement par rapport à l'axe 16 du porte-outil 10; les flancs arrière 15a des nervures d'entraînement en rotation 14, selon le sens de rotation, forment les surfaces d'en- traînement en rotation 17 qui transmettent le couple à l'outil 11. Dans la zone périphérique décalée d'environ 90 par rapport aux nervures d'entraînement en rotation 14, on a un passage radial 18 dans le porteoutil 10 recevant un organe de verrouillage 19. Dans l'exemple de réalisation, cet organe de verrouillage est une bille qui vient partiel- lement en saillie dans le perçage de réception 13. L'organe de verrouillage 19 peut se déplacer radialement vers l'ex- térieur en position déverrouillée; en position ver- rouillée, il est bloqué dans le passage 18 ce qui assure le verrouillage axial de l'outil dans le porte-outil 10. Selon la figure 1, dans le porte outil 10, on a introduit par exemple un foret à matériau constituant l'ou- til 11 et dont la tige lia réalisée sous la forme connue " SDS-plus " comporte deux rainures d'entraînement en rota- tion 20, diamétralement opposées et deux goulottes de ver- rouillage 21, longitudinales, décalées d'environ 90 . L'organe de verrouillage 19 pénètre ainsi dans la goulotte de verrouillage 21 supérieure pour que d'une part l'outil ne puisse s'échapper axialement ou être extrait accidentel- lement et d'autre part pour ne pas limiter les percussions de la machine sur l'extrémité de la tige de l'outil 11 lorsqu'on applique l'outil sur un mur ou analogue. Pour permettre un entraînement en rotation trans- mettant des efforts plus importants dans le cas d'outils puissants, il est prévu de munir le porte-outil 10, à la périphérie du perçage de réception 13, dans le sens de ro- tation à côté des deux nervures d'entraînement en rotation 14, chaque fois d'une nervure complémentaire 22. De façon correspondante, selon la figure 2, la tige 23a d'un tel ou- til 23, puissant, comporte à côté des rainures d'entraîne- ment en rotation 20, diamétralement opposées, chaque fois une nervure complémentaire 24 voisine dans le sens de rota- tion. Les rainures complémentaires 22 du porte-outil 10 et les nervures complémentaires 24 de l'outil puissant 23 sont disposées pour qu'à la production de l'outil 23 dans le porte-outil 10, ces moyens s'interpénètrent de même que les nervures d'entraînement en rotation 14 et les rainures d'entraînement en rotation 20. Comme le montre la coupe longitudinale du porte-outil 10 selon la figure 3, les rai- nures complémentaires 22 arrivent jusqu'à l'extrémité avant du perçage de réception. La figure 3 montre en outre comment la tige d'ou- til 23a est bloquée dans la direction axiale lorsqu'elle est introduite dans le perçage de réception 13 du porte- outil 10. Lorsqu'on engage l'extrémité de la tige 23 de l'outil dans le perçage de réception 13, la face frontale 24a de la nervure complémentaire 24 qui est légèrement en retrait, axialement par rapport à l'extrémité de la tige, rencontre le porte-outil 10. On fait alors tourner l'outil 23 jusqu'à ce que les nervures complémentaires 24 glissent dans les rainures complémentaires 22 du porte-outil 10. La tige d'outil 23a s'introduit dans le perçage de réception 13 du porte- outil 10 jusqu'à ce que son extrémité rencontre les organes de verrouillage 19. En poussant axialement l'outil 23, on pousse les billes 19 contre un anneau en tôle 25 et celui-ci est repoussé dans la direction axiale contre l'action d'un ressort hélicoïdal 26 précontraint; les organes de verrouillage 19 sont repoussés des goulottes de verrouillage 21, pour s'échapper radialement vers l'ex- térieur, derrière une bague de blocage 27 d'une douille de blocage 28. On peut alors glisser l'outil 23 dans le per- çage de réception 13 du porte-outil 10 jusqu'à ce que la goulotte de verrouillage 21 de la tige d'outil 23a arrive au niveau de l'organe de verrouillage 19. Le ressort héli- coïdal, précontraint repousse alors par son anneau en tôle 25, l'organe de verrouillage qui prend dans la goulotte de verrouillage 21; il y est ainsi maintenu radialement par l'anneau de blocage 27. L'outil 23 est logé dans le porte- outil 10 en étant verrouillé axialement et peut servir en mode de percussion et/ou de perçage. En mode de percussion, comme cela est connu, un percuteur 35 de la machine frappe l'extrémité de la tige de l'outil 23 qui tourne dans le porte-outil 10. Pour éviter la pénétration de la poussière et de la farine de pierre dans le porte-outil 10, la face frontale du porte outil 10 est entourée par un capuchon élastique 29 dont la partie arrière porte une douille métallique 30 sur laquelle peut coulisser la douille de blocage 28, vers l'arrière contre la force du ressort hélicoidal 26. Pour enlever de nouveau l'outil 23 du porte-outil 10, on glisse tout d'abord la douille de blocage 28 ainsi que sa bague de blocage 27, à la main, vers l'arrière, con- tre le ressort hélicoïdal 26 jusqu'à ce que l'organe de verrouillage 19 puisse s'échapper devant la bague de ver- rouillage 27. Puis, on extrait la tige 23 à l'outil 10; l0 l'organe de verrouillage 19 s'échappe en souplesse, radia- lement vers l'extérieur et retombe finalement dans sa posi- tion de repos. On peut alors extraire complètement l'outil 23. Pour améliorer l'entraînement en rotation par rapport aux solutions connues, le flanc avant 22a selon le sens de rotation, des rainures complémentaires 22 forme chaque fois avec le flanc avant de la nervure d'entraîne- ment en rotation 14, voisine, une surface plane 17b, pro- longée radialement et transmettant le couple; la rainure complémentaire 22 a sensiblement la largeur de la nervure d'entraînement en rotation 14, voisine au niveau de sa sur- face intérieure 14a. Le fond 22a de la rainure complémen- taire 22 est courbe pour guider le longeron complémentaire 24 sur la tige 23 a de l'outil 23 selon le rayon correspon- dant à sa distance par rapport à l'axe longitudinal 16 du porte-outil 10. La rainure complémentaire 22 présente en outre dans le cas d'un perçage de réception 13 d'un diamè- tre de 10 mm, une profondeur de l'ordre de 1 mm avec des flancs parallèles. L'outil 23 a une tige 23a réalisée de façon correspondante. Dans ce cas également, le flanc ar- rière des rainure d'entraînement en rotation 20 selon le sens de rotation, forme chaque fois avec le flanc avant de la nervure complémentaire voisine 24, une surface plane a, radiale pour transmettre le couple de rotation. Les nervures complémentaires 24 ont dans ce cas également une largeur correspondant au fond des rainures d'entraînement en rotation 20; la nervure complémentaire 24 dans le cas d'un diamètre d'axe de 10 mm a seulement 1 mm de haut. Le contour extérieur des nervures complémentaires 24 est bombé suivant le rayon de l'axe longitudinal de l'outil et ses flancs sont parallèles. Dans un autre exemple de réalisation représenté à la figure 4, on utilisera les mêmes références pour dési- gner les mêmes éléments qu'aux figures 1 et 2. En variante dans le porte-outil 10 de la figure 4 par rapport à celui de la figure 1, il n'y a qu'une rainure complémentaire 22 prévue en amont d'une nervure d'entraînement en rotation 14, axiale, selon le sens de rotation, à la périphérie du perçage de réception 13. Ainsi, l'outil 31 pour le perçage de réception 13 comporte sur sa tige 31a, seulement une nervure complémentaire 24, axiale, à côté de l'une des rai- nures d'entraînement en rotation 20, selon le sens de rota- tion. Dans un troisième exemple de réalisation selon la figure 5, le perçage de réception 13 du porte-outil 10 com- porte une troisième rainure complémentaire 22 si bien que dans ce cas, de part et d'autre de l'une des deux nervures d'entraînement en rotation 14, on a chaque fois une rainure complémentaire 22, 22c. Pour que la multiplication des rai- nures complémentaires 22, 22c assure un guidage suffisant d'un outil de type connu à tige à emmanchement "SDS-plus", la rainure complémentaire 22c qui se trouve en amont de la nervure d'entraînement en rotation 14 selon le sens de ro- tation, est plus étroite que la rainure complémentaire 22 en aval. Les nervures complémentaires 24c de la tige 32a d'un outil 32 destiné à être placé dans ce porte-outil, sont réalisées de manière correspondante. Les exemples de réalisation des figures 2, 4 et 5 montrent qu'une rainure complémentaire 22 sur le porte- outil 10 et une nervure complémentaire 24 sur l'outil 31 permettent d'augmenter d'environ 50 % le couple que peuvent transmettre les surfaces d'entraînement en rotation. Dans le cas de deux rainures complémentaires 22 et de deux ner- vures complémentaires 24 selon les figures 1 et 2, on aug- mente la surface d'entraînement en rotation d'environ 100 % et lorsqu'on utilise trois rainures complémentaires 22, 22c et trois nervures complémentaires 24, 24c selon la figure , on a des surfaces d'entraînement en rotation qui sont augmentées bien au-delà de 100 %; cela réduit l'usure du moyen d'entraînement en rotation ou permet de transmettre des puissances de rotation plus importantes. La figure 6 montre différentes variantes de réa- lisation de rainures complémentaires 22 pour le porte-outil ou de nervures complémentaires 24 pour les outils 33 et 34 à placer dans de tels porte-outils. Le porte-outil 10 de la figure Ga est muni ici avec décalage de part et d'autre dans la direction périphérique, par rapport à la nervure d'entraînement en rotation 14, d'une rainure complémentaire dans le perçage de réception 13; la rainure complémentaire 22e qui est en amont de la nervure d'entraînement en rota- tion 14 selon le sens de rotation, est plus large que la rainure complémentaire 22d en aval de la nervure d'entrai- nement en rotation 14. Dans ce mode de réalisation, les segments de surface périphérique du perçage de réception 13 qui se situe entre les longerons d'entraînement en rotation 14 et les rainures complémentaires 22, 22c prévues de part et d'autre, aboutissent à un guidage de la tige de l'outil, réparti aussi régulièrement que possible sur toute la péri- phérie du perçage de réception 13. A la figure 6b, la tige 33a d'un tel outil 33 et des nervures complémentaires 24d, 24e sont décalées à côté de la rainure d'entraînement en rotation 20. Dans ce cas également, à côté de la rainure d'entraînement en rotation et des nervures complémentaires 24d, 24e prévues de part Il et d'autre, on a des zones de la surface supérieure de la tige cylindrique qui servent de segments de guidage. La figure 6c montre une coupe transversale de la tige 34a d'un outil 34 dont la nervure complémentaire 24f est prévue directement à côté de la rainure d'entraînement en rotation 20 selon le sens de rotation; le flanc arrière de cette nervure complémentaire 24f est aplati pour facili- ter la fabrication, de manière telle que la nervure complé- mentaire 24f soit plus large à la base qu'à la périphérie extérieure. Les différents exemples de réalisation ont en commun que dans chaque porte-outil muni de rainures complé- mentaires, on puisse également introduire des outils exis- tants ayant une tige " SDS-plus " et ces outils peuvent fonctionner sans être endommagés. En outre, on peut égale- ment placer dans un tel porte-outil à trois rainures com- plémentaires selon la figure 5, un outil ayant deux nervures complémentaires selon la figure 2 ou une seule nervure complémentaire selon la figure 4. De même un outil avec une seule nervure complémentaire selon les figures 4 ou 6c peut également se loger dans un porte-outil à deux rainures complémentaires selon la figure 1. R E V E N D I C A T IONS 1) Porte-outil (10) pour machine-outil à main, notamment pour le perçage ou la percussion servant à la transmission d'un mouvement de rotation et/ou un mouvement de percussion à un outil ayant des rainures ouvertes jus- qu'à l'extrémité de sa tige et comporte un perçage de ré- ception (13) ayant au moins deux nervures d'entraînement en rotation (14), axiales, en saillie vers l'intérieur et de préférence opposées, ces nervures venant prendre dans des rainures ouvertes (20) de l'outil (23), et dans une zone périphérique du perçage de réception, décalée par rapport au nervures d'entraînement en rotation, il y a au moins un organe de verrouillage (19) guidé élastiquement vers l'extérieur dans un passage radial (18) du porte-outil, cet organe de verrouillage venant dans une goulotte (21) de la tige (23) de l'outil, pour limiter le mouvement axial de l'outil dans le porte-outil, en étant verrouillable dans cette position, caractérisé en ce que pour un entraînement en rotation susceptible de transmettre des efforts plus im- portants pour des outils puissants (23, 31-34), le porte- outil (10) comporte dans la direction périphérique du per- çage de réception (13), dans le sens de rotation, à côté d'au moins l'une des nervures d'entraînement en rotation (14), une rainure complémentaire (22), axiale pour l'outil à recevoir, cette rainure allant jusqu'à l'extrémité avant du perçage de réception (13). 2) Porte-outil selon la revendication 1, caracté- risé en ce que le flanc avant (22a) selon le sens de rota- tion de la rainure complémentaire (22) forme avec le flanc arrière (15a) du longeron d'entraînement en rotation (14), voisin, une surface plane (17a), radiale, de transmission de couple. 3) Porte-outil selon la revendication 1 ou 2, ca- ractérisé en ce que la rainure complémentaire (22) a une largeur sensiblement égale à celle de la nervure voisine d'entraînement en rotation (14). 4) Porte-outil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le fond de la rainure complémentaire (22) est courbé pour recevoir une nervure complémentaire (24) de la tige (23a) de l'outil (23) selon le rayon de l'axe longitudinal (16) du porte-outil (10). ) Porte-outil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que dans le cas d'un perçage de réception (13) d'un diamètre de 10 mm, la rainure com- plémentaire a une profondeur au moins égale à 0,5 mm et des flancs (15) de préférence parallèles. 6) Porte-outil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'à côté de deux longerons d'entraînement en rotation (14), diamétralement opposés, on a chaque fois une rainure complémentaire (22), voisine dans le sens de rotation. 7) Porte-outil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que de part et d'autre à cô- té d'au moins une nervure d'entraînement en rotation (14), on a chaque fois une rainure complémentaire (22, 22c). 8) Porte-outil selon la revendication 7, caracté- risé en ce que la rainure complémentaire (24d) est située derrière la nervure d'entraînement en rotation (14) selon le sens de rotation, est plus étroite que la rainure com- plémentaire (22e) qui se situe en avant. 9) Outil applicable à des machines-outils à main, avec une tige d'outil (23a, 31a-34a) qui se loge dans un porte-outil (10) selon la revendication 1, et comporte au moins deux rainures d'entraînement en rotation (20), axia- les, de préférence opposées, et au moins une goulotte (21) décalée dans la direction périphérique pour recevoir un or- gane de verrouillage (19), outil caractérisé en ce qu'à la périphérie de la tige d'outil (23a, 31a-34a), dans le sens 3 de rotation à côté d'au moins une des rainures d'entraîne- ment en rotation (20), se trouve une rainure complémentaire (24) dirigée axialement. ) Outil selon la revendication 9, caractérisé en ce que le flanc arrière de la rainure d'entraînement en rotation (20) selon le sens de rotation forme avec le flanc avant de la rainure complémentaire (24) voisine, une sur- face plane, radiale (20a) de transmission du couple. 11) Outil selon la revendication 9 ou 10, carac- térisé en ce que la nervure complémentaire (24) est sensi- blement aussi large que la rainure d'entraînement (20) et pour un diamètre de tige de l'ordre de 10 mm sa hauteur est au moins égale à 0,5 mm. 12) Outil selon l'une des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que la nervure complémentaire (24) est bombée vers l'extérieur suivant le rayon de l'axe longitu- dinal de l'outil et présente de préférence des flancs pa- rallèles. 13) Outil selon l'une des revendications 9 à 12, caractérisé en ce qu'à côté de deux rainures d'entraînement en rotation (20), diamétralement opposées, on a chaque fois une nervure complémentaire (24) voisine dans le sens de ro- tation. 14) Outil selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'une nervure complémentaire (24e) située en amont de la rainure d'entraînement (20) selon le sens de rota- tion, est plus large qu'une autre nervure complémentaire (24) située derrière.