Brevet FR2999458A1 — publié le 20140620

Mandrin porte-foret La présente invention concerne un mandrin porte-foret comprenant un corps de mandrin, fabriqué en matière plastique, en particulier en matière plastique renforcée de fibres, et présentant un logement de broche et un logement d'outil, dans lequel sont guidés des mors déplaçables au moyen d'une bague filetée, et comprenant une douille de serrage déplaçant la bague filetée. Des mandrins porte-foret de ce type sont connus par exemple du document EP 0 895 824 Al. Celui-ci montre un mandrin porte-foret qui présente un corps de mandrin coulé, auquel est associée une surface de préhension, à son extrémité présentant le logement de broche. Or, un corps de mandrin coulé selon EP 0 895 824 Al pose le problème des contraintes qui sont produites lors du durcissement et ont des effets négatifs sur la stabilité, la résistance et la durée de vie du corps de mandrin. La présente invention a pour objet de réduire les inconvénients cités ci-dessus. Conformément à l'invention, ce but est atteint pour un corps de mandrin du type précité par le fait qu'au moins une fente en forme de segment d'anneau est réalisée dans la région du logement de broche. Ainsi, on garantit que l'épaisseur de paroi dans la région des logements de broche est adaptée à l'épaisseur de paroi dans la région du logement d'outil, ce qui permet d'éviter totalement ou de réduire les effets dus à l'épaisseur de paroi, pendant le durcissement. D'autre part, il s'est avéré avantageux d'associer à l'extrémité du corps de mandrin contenant le logement de broche, un disque d'appui qui est réalisé d'une seule pièce avec le corps de mandrin et est destiné au guidage radial de la douille de serrage, et de prévoir que le disque d'appui présente des ouvertures de sortie alignées avec les mors. Le fait de guider la douille de serrage, au moyen du disque d'appui, sur l'extrémité du corps de mandrin qui contient le logement de broche, permet d'améliorer notamment les propriétés de concentricité de la douille de serrage du mandrin porte-foret conforme à l'invention. D'autre part, les ouvertures de sortie alignées avec les mors garantissent qu'après la coulée du corps de mandrin, les noyaux pour les mors peuvent être retirés de l'extrémité du corps de mandrin contenant le logement de broche. De ce fait, le processus de fabrication est considérablement simplifié, et il est en outre possible de réaliser des guides pour des mors, qui présentent une section non circulaire. D'autre part, il s'est avéré particulièrement avantageux de prévoir une pluralité de fentes, en particulier au nombre de trois. Etant donné que les fentes peuvent être façonnées dans le corps de mandrin de manière décalée entre les ouvertures de sortie, cela permet de régler de façon ciblée l'épaisseur de paroi. En outre, il est utile de façonner les fentes directement lors de la coulée du corps de mandrin, à l'aide de noyaux appropriés. Puisque l'épaisseur de paroi est nettement plus grande notamment dans la région du logement de broche que dans la région du logement d'outil, il est en outre avantageux d'adapter la profondeur de fente à la dimension axiale du logement de broche, c'est-à-dire de faire en sorte que la profondeur de fente soit fonction de la dimension axiale du logement de serrage, sans devoir coïncider exactement avec celle-ci. Dans le cadre de l'invention, il est également prévu que la largeur des fentes qui sont réalisées sur la face supérieure de l'extrémité du corps de mandrin comportant le logement de broche soit adaptée au diamètre du disque d'appui. Par ailleurs, il s'est avéré avantageux d'associer un logement, destiné à recevoir un disque de fermeture métallique, à l'extrémité du corps de mandrin contenant le logement de broche. Grâce au disque de fermeture métallique, le corps de mandrin est renforcé localement dans la région du logement de broche qui constitue un point névralgique du corps de mandrin. A cet égard, il s'est en outre avéré utile que le disque de fermeture soit adapté au guidage radial des mors. Notamment pour des corps de mandrin dont les mors quittent les ouvertures de sortie vers l'arrière, cela permet d'obtenir de manière simple un renforcement local du corps de mandrin dans une zone qui est fréquemment soumise à des efforts importants. D'autre part, il s'est avéré avantageux d'associer au disque de fermeture au moins un élément formant collet, destiné à recouvrir ladite au moins une fente. Outre la réalisation simple d'un accouplement mécanique entre le corps de mandrin et le disque de fermeture, cela empêche également que des impuretés ne pénètrent à l'intérieur des fentes lors de l'opération de perçage. Afin de bloquer le disque de fermeture dans le logement, il s'est également avéré avantageux que le logement présente une contre-dépouille pour le verrouillage du disque de fermeture. De ce fait, le disque de fermeture peut être encliqueté de manière simple dans le logement. Toutefois, dans le cadre de l'invention, il est également prévu que le disque de fermeture soit coulé ou fixé d'une autre manière connue. Par ailleurs, il est particulièrement avantageux de prévoir une bague de butée qui est reliée de façon solidaire en rotation au corps de mandrin, au moyen d'un accouplement mécanique, et est destinée à fournir un appui axial de la bague filetée sur le corps de mandrin. L'appui de la bague filetée sur la bague de butée a notamment pour effet que le corps de mandrin n'est pas sollicité directement, ce qui permet d'augmenter la durée de vie du corps de mandrin conforme à l'invention. De plus, la liaison solidaire en rotation de la bague de butée avec le corps de mandrin a des effets positifs sur les opérations de montage et peut être réalisée par exemple par le fait qu'au moins un évidement est associé au corps de mandrin, et un nombre de cames correspondant à celui des évidements est associé à la bague de butée, ce qui empêche une rotation de la bague de butée par rapport au corps de mandrin. De plus, il s'est avéré avantageux que la bague de butée porte sur sa périphérie extérieure une denture de blocage dans laquelle un élément de blocage, associé à la bague filetée, peut être enclenché par une came de commande réalisée sur la douille de serrage. De ce fait, la bague filetée peut être reliée de façon solidaire en rotation au corps de mandrin, ce qui évite un déplacement non intentionnel des mors. Par ailleurs, dans le cadre de l'invention, il s'est également avéré avantageux d'associer une bague de retenue au corps de mandrin, côté périphérie extérieure, dans la région du logement d'outil. Grâce à la bague de retenue, le corps de mandrin est renforcé localement dans la région du logement d'outil, ce qui permet de réaliser de faibles épaisseurs de paroi et donc des mandrins de perçage très compacts. Pour améliorer les propriétés de concentricité du mandrin porte-foret conforme à l'invention, il s'est avéré avantageux que la bague de retenue porte une denture côté périphérie intérieure. Il est alors particulièrement avantageux que la hauteur de la denture soit comprise dans une plage allant de 0,15 mm à 0,60 mm, que les creux entre dents soient arrondis, et que le nombre des dents de la denture soit compris dans une plage allant de 80 dents à 200 dents. La denture a pour effet que lors de la liaison de la bague de retenue avec le corps de mandrin, il se produit une redistribution de matière qui garantit notamment que les tolérances de fabrication dues au processus de production sont compensées. L'invention sera expliquée en détail ci-après à l'aide d'un exemple de réalisation illustré par les dessins, sur lesquels : -la figure 1 représente une vue partiellement en coupe d'un mandrin porte-foret selon un mode de réalisation de l'invention, -la figure 2 représente une vue en perspective du corps de mandrin de la figure 1, -la figure 3 représente une vue de dessus de l'extrémité arrière du corps de mandrin de la figure 1, -la figure 4 représente une vue éclatée du mandrin porte-foret selon un autre mode de réalisation de l'invention, -la figure 5 représente une vue en coupe d'une bague de retenue dotée d'une denture, -la figure 6 représente une vue de détail de la denture de la bague de retenue, et -la figure 7 représente une vue en coupe le long de la ligne de coupe VII-VII de la figure 1. La figure 1 représente une vue en coupe d'un mandrin porte-foret 1 selon l'invention, comprenant un corps de mandrin 2 en matière plastique renforcée de fibres. Le corps de mandrin 2 présente un logement de broche 3, destiné à recevoir une broche de perçage d'une perceuse, et, en vis-à-vis de celui-ci, un logement d'outil 4. Dans le corps de mandrin 2, sont guidés des mors 5 qui peuvent être déplacés de manière connue dans des logements de guidage, par l'intermédiaire d'une bague filetée 6, en étant inclinés par rapport à l'axe du mandrin. Pour déplacer la bague filetée 6, il est prévu une douille de serrage 7 qui, tel qu'illustré, agit sur la bague filetée 6 par le biais d'une douille intermédiaire 8 mais peut, en variante, également être appliquée directement contre la bague. La bague filetée 6 prend appui sur le corps de mandrin 2, axialement vers l'arrière en direction du logement de broche 3, par l'intermédiaire d'une bague de butée 9 et au moyen d'un roulement à billes 10. L'appui de la bague filetée 6 en direction du logement d'outil 4 est réalisé par un élément d'appui 27 en forme de collet qui est associé à la douille de serrage 7. La douille de serrage 7 prend à son tour appui par l'intermédiaire d'une bague de retenue 12 qui entoure le corps de mandrin 2 sur sa périphérie extérieure, dans la région du logement d'outil 4. La bague de retenue 12 présente à cet effet un collet 14 qui sert à l'appui de la douille de serrage 7 et constitue dans l'exemple de réalisation montré dans la figure 1 également une surface d'arrêt 13 qui protège le corps de mandrin 2 contre des détériorations dans la région du logement d'outil 4. Tel qu'illustré sur la figure 1, l'appui radial et le guidage de la douille de serrage 7 sont réalisés à l'extrémité du corps de mandrin 2 qui comporte le logement de broche 3, au moyen d'un disque d'appui 15 réalisé d'une seule pièce avec le corps de mandrin 2. Le disque d'appui 15 présente des ouvertures de sortie 16 qui sont alignées avec les mors 5 et facilitent le processus de fabrication du corps de mandrin 2. A cet effet, les ouvertures de sortie 16 sont coulées directement dans le corps de mandrin 2, lors de la fabrication de celui-ci, à l'aide de noyaux appropriés qui sont retirés après la coulée du corps de mandrin 2. Ainsi, le corps de mandrin 2 peut être fabriqué en une seule étape de production, sans qu'il soit nécessaire de réaliser les guides des mors 5 dans le corps de mandrin 2 par une opération d'usinage compliquée, une fois le processus de fabrication du corps de mandrin 2 achevé. De plus, le mandrin porte-foret 1 conforme à l'invention ne comporte que très peu de pièces, et sa structure facilite le montage. D'abord, la bague filetée 6 est mise en place sur le corps de mandrin 2, puis c'est au tour de la douille de serrage 7 qui prend appui sur le corps de mandrin 2, sur le côté tourné vers le logement de broche 3. Ensuite, la bague de retenue 12 est reliée au corps de mandrin 2, et de ce fait le collet 14 de la bague de retenue 12 maintient la position axiale de la douille de serrage 7 et de la bague filetée 6. La figure 2 représente une vue en perspective du corps de mandrin 2 fabriqué en matière plastique renforcée de fibres. Tel qu'illustré, le corps de mandrin 2 présente, dans la région du logement de broche 3, une pluralité de fentes 20 en forme de segments d'anneau, qui sont également réalisées directement dans le corps de mandrin 2 au cours du processus de fabrication. La profondeur des fentes 20 est alors adaptée sensiblement à la dimension axiale du logement de broche 3, ce qui a pour effet que l'épaisseur de paroi du corps de mandrin 2 reste sensiblement constante le long de sa dimension axiale. Ainsi, lors du durcissement du corps de mandrin 2, on évite de manière sûre des effets dus à l'épaisseur de matière, qui auraient des conséquences négatives sur la stabilité et les propriétés de concentricité du corps de mandrin 2. La figure 2 illustre également le disque d'appui 15 qui est réalisé d'une seule pièce avec le corps de mandrin 2, sert au guidage radial de la douille de serrage 7 et présente les ouvertures de sortie 16 qui sont alignées avec les mors 5 et permettent de fabriquer le corps de mandrin 2 de manière simple d'un seul tenant et donc à un prix avantageux. D'autre part, un logement 21, destiné à recevoir un disque de fermeture 22 métallique, est associé à l'extrémité du corps de mandrin 2 qui comporte le logement de broche 3. Ce logement 21 présente une contre-découpe 23 dans laquelle peut être encliqueté le disque de fermeture 22. La figure 3 représente une vue sur l'extrémité arrière du corps de mandrin 2. Ici, on voit notamment de nouveau le disque d'appui 15 et les ouvertures de sortie 16 qui sont réalisées dans le disque d'appui 15 et sont alignées avec les mors 5. D'autre part, la figure 3 illustre également les fentes 20 en forme de segments d'anneau, dans lesquelles s'étend le logement 21 afin de permettre la mise en place par accouplement mécanique du disque de fermeture 22 métallique qui présente à cet effet des éléments formant collets 24 radiaux. Ainsi, il y a recouvrement des fentes 20 par le disque de fermeture 22, ce qui empêche la pénétration d'impuretés dans les fentes 20. La figure 4 représente une vue éclatée du deuxième mode de réalisation du mandrin porte-foret 1. Ici, on voit particulièrement bien que la bague de butée 9 porte sur sa périphérie extérieure une denture de blocage 18 dans laquelle un élément de blocage 19, monté sur la douille intermédiaire 8, peut être engagé par une came de commande réalisée sur la douille de serrage 7, afin d'empêcher ainsi un déplacement non intentionnel de la bague filetée 6 et donc des mors 5. Le disque de fermeture 22 métallique, qui renforce localement le corps de mandrin 2 dans la région du logement de broche 3, est également visible dans la figure 4. Pour établir une liaison mécanique avec le corps de mandrin 2, le disque de fermeture 22, qui est réalisé en métal, présente les éléments formant collets 24 radiaux. Pour améliorer la concentricité du corps de mandrin 2 et compenser les tolérances de fabrication dues au processus de production, la bague de retenue 12 présente une denture 17 sur sa périphérie intérieure. De ce fait, le montage par pression de la bague de retenue 12 sur le corps de mandrin 2 provoque une déformation plastique du corps de mandrin 2. La figure 5 représente une vue en coupe de la bague de retenue 12, qui montre la denture 17 disposée sur la périphérie intérieure. Tel qu'illustré sur la figure 5, le nombre de dents est de 120. Comme on le voit dans la vue de détail de la denture 17 montrée dans la figure 6, la denture 17 présente des creux entre dents arrondis, dont le rayon est de 0,16 mm dans le présent exemple. L'angle entre des flancs de dent voisins est de 60°, et la hauteur de la denture 17 est de 0,25 mm. Le choix de ces paramètres permet d'influencer de manière positive la déformation de matière du corps de mandrin 2. La vue en coupe représentée dans la figure 7 montre la bague de butée 9 qui est reliée de façon solidaire en rotation au corps de mandrin 2, est prévue pour l'appui axial de la bague filetée 6 sur le corps de mandrin 2 et porte la denture de blocage 18. Afin de relier la bague de butée 9 de façon solidaire en rotation au corps de mandrin 2, la bague de butée 9 présente des cames 25 qui peuvent être engagées dans des évidements 26 correspondants, réalisés sur le corps de mandrin 2. La denture de blocage 18 permet d'empêcher une rotation relative entre la bague filetée 6 et le corps de mandrin 2, qui pourrait conduire le cas échéant à un déplacement non souhaité des mors 5. A cet effet, la douille intermédiaire 8, qui est reliée de façon solidaire en rotation à la bague filetée 6, comporte l'élément de blocage qui traverse la douille intermédiaire 8 et qui peut être engagé et dégagé de la denture de blocage 18 réalisée sur la bague de butée 9, au moyen de la came de commande formée sur la douille de serrage 7. Liste des références 1 Mandrin porte-foret 2 Corps de mandrin 3 Logement de broche 4 Logement d'outil 5 Mors 6 Bague filetée 7 Douille de serrage 8 Douille intermédiaire 9 Bague de butée 10 Roulement à billes 12 Bague de retenue 13 Surface d'arrêt 14 Collet 15 Disque d'appui 16 Ouverture de sortie 17 Denture 18 Denture de blocage 19 Elément de blocage 20 Fente 21 Logement 22 Disque de fermeture 23 Contre-découpe 24 Elément formant collet 25 Came 26 Evidement 27 Elément d'appui REVENDICATIONS1. Mandrin porte-foret comprenant un corps de mandrin (2), fabriqué en matière plastique, en particulier en matière plastique renforcée de fibres, et présentant un logement de broche (3) et un logement d'outil (4), dans lequel sont guidés des mors (5) déplaçables au moyen d'une bague filetée (6), et comprenant une douille de serrage (7) déplaçant la bague filetée (6), caractérisé en ce qu'au moins une fente (20) en forme de segment d'anneau est réalisée dans le corps de mandrin (2), dans la région du logement de broche (3). 2. Mandrin porte-foret selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un disque d'appui (15), réalisé d'une seule pièce avec le corps de mandrin (2), est associé à l'extrémité du corps de mandrin (2) contenant le logement de broche (3), ledit disque d'appui (15) étant destiné au guidage radial de la douille de serrage (7), et présentant des ouvertures de sortie (16) alignées avec les mors (5). 3. Mandrin porte-foret selon la revendication 1 ou 2, comprenant une pluralité de fentes (20), par exemple au nombre de trois. 4. Mandrin porte-foret selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la profondeur de fente est adaptée à la dimension axiale du logement de broche (3). 5. Mandrin porte-foret selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'un logement (21), destiné à recevoir un disque de fermeture (22) métallique, est associé à l'extrémité du corps de mandrin (2) contenant le logement de broche (3). 6. Mandrin porte-foret selon la revendication 5, caractérisé en ce que le disque de fermeture (22) est adapté au guidage radial des mors (5). 7. Mandrin porte-foret selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce qu'au moins un élément formant collet (24), destiné à recouvrir la fente (20), est associé au disque de fermeture (22). 8. Mandrin porte-foret selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que le logement (21) présente une contre-découpe (23) pour le verrouillage du disque de fermeture (22). 9. Mandrin porte-foret selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il est prévu une bague de butée (9) qui est reliée de façon solidaire en rotation au corps de mandrin (2), du fait d'un accouplement mécanique, et est destinée à fournir un appui axial à la bague filetée (6) sur le corps de mandrin (2). 10. Mandrin porte-foret selon la revendication 9, caractérisé en ce que la bague de butée (9) porte sur sa périphérie extérieure une denture de blocage (18) dans laquelle un élément de blocage (19), associé à la bague filetée (6), peut être enclenché par une came de commande réalisée sur la douille de serrage (7). 11. Mandrin porte-foret selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'une bague de retenue (12) est associée au corps de mandrin (2) côté périphérie extérieure, dans la région du logement d'outil (4). 12. Mandrin porte-foret selon la revendication 11, caractérisé en ce que la bague de retenue (12) porte une denture (17) côté périphérie intérieure. 13. Mandrin porte-foret selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que la hauteur de la denture (17) est comprise dans une plage allant de 0,15 mm à 0,60 mm, en ce que les creux entre dents sont arrondis, et en ce que le nombre des dents de la denture (17) est compris dans une plage allant de 80 dents à 200 dents.