Brevet FR2773734A1 — publié le 19990723

La présente invention a pour objet un dispositif d'appareil à main motorisé, dont le moteur est destiné à entraîner en rotation un outil, pour la réalisation de travaux d'usinage précis. Le dispositif d'outil selon l'invention peut être notamment et non exclusivement utilisé par les prothésistes dentaires, les podologues, les joailliers, les chirurgiens, les fabricants de moules etc... On connaît déjà des dispositifs d'appareil à main motorisé qui comprennent un moteur électrique accouplé à un axe monté dans des roulements et qui supporte un mandrin ou un porte-outil. Ces dispositifs présentent l'inconvénient d'être relativement lourds, encombrants, bruyants et complexes. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en proposant un dispositif d'appareil à main motorisé compact, léger, de conception plus simple et donc de maintenance plus aisée. Le dispositif d'appareil à main motorisé selon l'invention se caractérise essentiellement en ce qu'il comporte un porte-outil solidarisé directement à l'arbre du moteur. Selon une caractéristique additionnelle du dispositif selon l'invention, le porte-outil consiste en un moyen de solidarisation par serrage de la queue d'un outil, associé à un moyen permettant son manoeuvrement. Selon une autre caractéristique additionnelle du dispositif selon l'invention, le moyen de solidarisation comporte un mandrin fendu introduit et mobile axialement dans un élément de contention dudit mandrin dans le sens transversal. Selon un mode de réalisation particulier du dispositif selon l'invention, le moyen de serrage est adapté à une extrémité de 1' arbre du moteur, dans un canal axial pratiqué dans ce dernier. Selon une caractéristique additionnelle du dispositif selon l'invention, le moyen de serrage est manoeuvrable depuis l'autre extrémité de l'arbre du moteur par l'intermédiaire du moyen de manoeuvrement dont une partie passe dans un canal pratiqué dans ledit arbre. Le dispositif objet de la présente invention est plus compact et léger que les dispositifs analogues existants, du fait que le porte-outil est placé très près du premier roulement de l'arbre du moteur, en sorte qu'il n'est pas nécessaire qu'il en soit muni. Il ne nécessite que deux roulements au lieu de quatre sur un dispositif analogue existant, de ce fait, aucun accouplement entre la partie moteur et le porte-outil est nécessaire, rendant le système plus fiable, plus silencieux et plus compact. Les avantages et les caractéristiques du dispositif selon l'invention, ressortiront plus clairement de la description qui suit et qui se rapporte au dessin annexé, lequel en représente plusieurs modes de réalisation non limitatifs. Dans le dessin annexé - la figure l représente une vue partielle en coupe d'un premier mode de réalisation d'un dispositif d'appareil à main motorisé selon l'invention. - la figure 2 représente une vue partielle en coupe d'un deuxième mode de réalisation du même dispositif. - la figure 3 représente une vue partielle en coupe d'un troisième mode de réalisation du meme dispositif. - la figure 4 représente une vue partielle en coupe d'un quatrième mode de réalisation du même dispositif. Si on se réfère à la figure l, on peut voir que selon un premier mode de réalisation, un dispositif d'appareil à main motorisé selon l'invention comporte un corps l renfermant un moteur, non visible, menant en rotation un arbre 2 à l'extrémité 20 duquel est solidarisé un porte-outil 3. Le porte-outil 3 comprend un mandrin fendu 30 introduit, avec possibilité de translation dans le sens longitudinal, dans un élément 31 de contention dans le sens transversal du mandrin 30, solidaire fixement de l'extrémité 20 de l'arbre 2. Le dispositif selon l'invention comporte également un manchon 4, mobile en translation longitudinale en écartement par rapport au corps l, et rappelé vers celui-ci par des ressorts 40, et auquel est solidarisé l'extrémité du mandrin 30. L'écartement par rapport au corps l du manchon 4 permet au mandrin 30 de s'évaser du fait de son extraction de l'élément 31, autorisant ainsi l'introduction de la queue 5 d'un outil, non représenté. Ce premier mode de réalisation permet d'obtenir un appareil plus léger et plus compact que les appareils existant du fait du rapprochement du porte-outil 3 du moteur. On pourra toutefois reprocher à ce mode de réalisation de présenter des masses en mouvement importantes, susceptibles de créer à grande vitesse un effet gyroscopique gênant. Si on se réfère maintenant à la figure 2, on peut voir que selon un deuxième mode de réalisation, l'extrémité 20 de l'arbre 2 est vissée dans le mandrin fendu 30, tandis que l'élément 31, dans lequel est introduit le mandrin 30, est mobile en coulissement sur l'arbre 2. Le coulissement est commandé par un manchon 41 mobile en translation dans le sens longitudinal par rapport au corps 1, et repoussé par un ressort 42. Lors de la compression du ressort 42, le manchon 41 entraîne l'élément 31, en sorte que le mandrin 30 peut s'évaser pour accueillir la queue 5 de l'outil, le retour du manchon 41, sous l'effet du ressort 42, permet celui de l'élément 31 qui vient serrer le mandrin 30, aidé en cela par un ressort 32 intercalé entre l'élément 31 et une butée 21 calée sur l'arbre 2, le ressort 32 étant de puissance supérieure à celle du ressort 42. Si on se réfère maintenant à la figure 3 on peut voir un troisième mode de réalisation du dispositif selon l'invention, semblable au deuxième, à l'exception du fait que l'extrémité 20 de l'arbre 2 comporte un canal 22 taraudé dans lequel est vissé le mandrin fendu 30, tandis que l'élément 31 est mobile en coulissement sur l'arbre 2. On constatera qu'un dispositif conforme au deuxième ou troisième mode de réalisation, est également plus compact et plus léger que les appareils analogues existants. De plus, les inerties sont moins importantes que dans le premier mode de réalisation. On pourra toutefois reprocher à ces deux modes de réalisation un porte-à-faux important par rapport au premier roulement, non représenté, de l'arbre 2, ce qui peut générer des forces radiales importantes susceptibles de diminuer la durée de vie de l'appareil. Si on se réfère maintenant à la figure 4, on peut voir que selon un quatrième mode de réalisation, l'arbre 2 est creusé sur toute sa longueur d'un canal 23, dans lequel est introduite une tige 6 dont une extrémité 60 est solidarisée par vissage au mandrin fendu 30 qui est également partiellement introduit dans le canal 23, tandis que l'élément 31 de contention dans le sens transversal du mandrin fendu 30 est solidaire de l'arbre 2. L'extrémité 61 de la tige 6, qui émerge de l'autre côté du canal 23, comporte une butée 62 maintenue écartée du corps 1 par un ressort 63, tandis qu'une butée 24 calée sur l'extrémité de l'arbre 2 s'intercale entre le ressort 63 et une rondelle 11 solidaire du corps 1, la butée 24 étant à une courte distance de la rondelle 11. Une bague 43, susceptible de tourner axialement sur le corps 1, comporte périphériquement deux fentes obliques 44 diamétralement opposées, dont une seule est visible sur la figure, dans chacune desquelles est introduite l'une des extrémités d'une goupille 8 placée diamétralement dans la bague 43, apte à se déplacer selon l'axe de la tige 6 dans des lumières oblongues 12, dont une seule est visible sur la figure, pratiquées dans le corps 1, la goupille 8 prenant appui par sa partie médiane sur la butée 62 de la tige 6. Lors de la rotation de la bague 43, la goupille 8, guidée par les fentes 44 et les lumières 12, se déplace et repousse la tige 6 dans le canal 23 en sorte que le mandrin fendu puisse s'ouvrir pour la mise en place de la queue 5 de l'outil, le serrage de cette dernière étant obtenu par une rotation inverse de la bague 43, le ressort 63 exerçant une traction sur la tige 6. Selon une variante, non représentée, les fentes obliques sont pratiquées dans le corps 1, tandis que les extrémités de la goupille 8 sont engagées dans des fentes longitudinales pratiquées dans la bague 43. On notera que pour éviter qu'un effort excessif ne soit appliqué aux roulements lors de la mise en place de l'outil, l'arbre 2 du moteur peut accepter un léger déplacement axial en direction du mandrin 30. Ainsi sous l'effet de la compression du ressort 63, l'arbre 2, par l'intermédiaire de la butée 24, va se déplacer légèrement, jusqu'à ce que cette dernière entre en contact avec la rondelle 11. Ce quatrième mode de réalisation ne présente pas les inconvénients des autres modes de réalisation, en effet, le porte-outil 3 est très proche du moteur, et notamment du premier roulement 7 de celui-ci, en sorte que d'une part il n'y a pas de masses importantes en mouvement, et d'autre part le porte-à-faux est pratiquement inexistant. On notera que ce mode de réalisation nécessite que l'arbre 2 soit d'un diamètre important. Ceci est possible du fait de la mise au point des moteurs à commutation électronique et des aimants dits terres rares à forte énergie magnétique autorisant la conception de moteurs très performants ayant un volume d'aimant réduit, ce qui permet l'utilisation d'arbres de plus grands diamètres. On notera également, qu' avantageusement, l'arbre 2 et la tige 6 sont réalisés dans des matériaux ferromagnétiques, ce qui permet d'augmenter l'induction créée par l'aimant. On notera de plus que selon une autre variante du quatrième mode de réalisation, non représentée, le déplacement de la tige 6 peut être réalisé au moyen d'une came prenant appui sur la butée 62, et manoeuvrable extérieurement au corps 1, au moyen d'un levier. Il va de soi que la présente invention ne saurait être limitée à la description qui précède de plusieurs de ses modes de réalisation, susceptible de subir quelques modifications sans pour autant sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'appareil à main motorisé, dont le moteur est destiné à entraîner en rotation un outil, notamment pour l'usinage de prothèses dentaires, caractérisé en ce que qu'il comporte un porte-outil (3) solidarisé directement à l'arbre (2) du moteur. 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le porte-outil (3) consiste en un moyen (30, 31) de solidarisation par serrage de la queue (5) d'un outil, associé à un moyen (4, 41, 44, 6) permettant son manoeuvrement. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé en ce que le moyen de solidarisation comporte un mandrin fendu (30) introduit et mobile axialement dans un élément (31) de contention dans le sens transversal. 4. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que le mandrin fendu (30) est solidaire fixement de l'arbre (2), tandis que l'élément (31) de contention est mobile en coulissement sur ledit arbre (2). 5. Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce que le mandrin fendu (30) est vissé dans un canal taraudé (22) pratiqué dans l'extrémité (20) de l'arbre (2). 6. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que l'élément (31) de contention est solidaire fixement de l'arbre (2), tandis que le mandrin fendu est mobile en translation de façon limitée dans ledit élément (31) de contention sous l'action d'un moyen de manoeuvrement (4, 6). 7. Dispositif selon la revendication 6 caractérisé en ce que le moyen de solidarisation par serrage (30, 31) est manoeuvrable depuis l'autre extrémité de l'arbre (2) du moteur par l'intermédiaire du moyen de manoeuvrement (6) dont une partie (6) passe dans un canal (23) pratiqué dans ledit arbre (2). 8. Dispositif selon la revendication 7 caractérisé en ce qu'une tige (6), introduite dans le canal (23) porte à une extrémité le mandrin fendu (30) tandis que l'élément (31) de contention est solidaire de l'arbre (2), ladite tige (6) étant mobile en translation dans ledit canal (23) sous l'action d'un moyen de poussée (8) mobile axialement et agissant sur l'autre extrémité (61) de ladite tige (6) afin d'extraire ledit mandrin (30) dudit élément (31) de contention, ladite tige (6) étant rappelée par un ressort (63). 9. Dispositif selon la revendication 8 caractérisé en ce que le moyen de poussée consiste en une goupille (8) mobile selon l'axe de l'arbre (2), prenant appui sur l'extrémité (61) de la tige (6), dont la translation est guidée par des fentes obliques (44), et réalisée par la rotation d'une bague (43) mobile en rotation sur le corps (1). 10. Dispositif selon la revendication 8 caractérisé en ce que le moyen de poussée consiste en une came prenant appui sur l'extrémité (61) de la tige (6) et manoeuvrable extérieurement au corps (1), au moyen d'un levier. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que l'arbre (2) et la tige (6) sont réalisés dans des matériaux ferromagnétiques.