FR2883210A1 - Mandrel for holding tool, e.g. drill bit, for turning machine, includes central piece having holding jaws and rear operating collar with blocked relative rotation and axial translation - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un mandrin porte-outil pour l'équipementThe present invention relates to a tool chuck for equipment
d'une machine tournante.of a rotating machine.
Un mandrin monté sur l'arbre d'une machine tournante vise à réaliser la fixation d'un outil, tel qu'un foret s'il s'agit d'un outil de perçage. La fixation de l'outil sur le mandrin est couramment réalisée par l'intermédiaire de trois mors convergeant vers l'avant, entraînés et guidés par différents moyens ménagés dans le mandrin, de telle sorte que le déplacement axial des mors vers l'avant se traduit par un rapprochement de ceux-ci en vue de réaliser le serrage de l'outil, tandis que le déplacement vers l'arrière des mors s'accompagne d'un desserrage de l'outil. A chuck mounted on the shaft of a rotating machine is intended to achieve the attachment of a tool, such as a drill if it is a drilling tool. Fixing the tool on the mandrel is commonly done by means of three jaws converging forward, driven and guided by different means in the mandrel, so that the axial displacement of the jaws forward is translated by bringing them together to achieve the clamping of the tool, while the rearward movement of the jaws is accompanied by a loosening of the tool.
Un mandrin du type précité est en général équipé d'une pièce centrale qui présente d'une part une partie arrière destinée à être fixée à la machine tournante et sur laquelle est montée une bague arrière, et d'autre part une partie avant à laquelle sont associés les mors, et qui est entourée d'une bague de serrage. A mandrel of the aforementioned type is generally equipped with a central piece which has on the one hand a rear part intended to be fixed to the rotating machine and on which is mounted a rear ring, and on the other hand a front part to which are associated jaws, and which is surrounded by a clamping ring.
La bague arrière et la bague de serrage ont pour but de permettre à un utilisateur d'actionner le mandrin, par maintien de la bague arrière et actionnement en rotation de la bague de serrage. A cet effet, les mors possèdent une partie filetée, intérieurement ou extérieurement, pouvant être entraînée en rotation soit par un filetage de la pièce centrale, cette dernière étant actionnée par la bague, soit par un écrou périphérique qui est entraîné par la bague de serrage. The rear ring and the clamping ring are intended to allow a user to operate the mandrel, by maintaining the rear ring and rotational actuation of the clamping ring. For this purpose, the jaws have a threaded portion, internally or externally, which can be rotated either by a thread of the central piece, the latter being actuated by the ring, or by a peripheral nut which is driven by the clamping ring. .
Dans la majorité des cas d'exécution, la bague arrière doit être rendue solidaire de la pièce centrale. Différentes méthodes de fixation sont 25 déjà connues, parmi lesquelles: - réalisation d'un moletage sur la pièce centrale, sur lequel la bague arrière est montée à force. Les dents du moletage pénètrent dans la bague arrière et le maintien en rotation est assuré. Par contre, la denture du moletage étant obligatoirement orientée dans le sens axial du mandrin, pour permettre le montage, le maintien axial de la bague arrière n'est pas assuré. In most cases of execution, the rear ring must be secured to the central piece. Various fastening methods are already known, among which: - realization of a knurling on the central part, on which the rear ring is mounted by force. The teeth of the knurling penetrate into the rear ring and the maintenance in rotation is ensured. On the other hand, since the toothing of the knurling is necessarily oriented in the axial direction of the mandrel, to allow mounting, the axial retention of the rear ring is not ensured.
- réalisation d'un guidage cylindrique complémentaire sur la bague arrière et sur la pièce centrale. De plus, au moins un méplat est ménagé sur la pièce centrale et un méplat complémentaire est prévu dans la bague arrière. Là encore, le maintien en rotation est assuré, mais pas le maintien axial de la bague arrière. - Completion of a complementary cylindrical guide on the rear ring and on the central piece. In addition, at least one flat is provided on the central piece and a complementary flat is provided in the rear ring. Again, the maintenance in rotation is assured, but not the axial retention of the rear ring.
Ainsi, ces solutions n'offrent qu'un maintien incomplet en position, puisque la bague arrière peut se déplacer axialement par rapport à la pièce centrale. Il s'ensuit que, dans certaines applications, et notamment lorsque le mandrin travaille en mode percussion dans le béton par exemple, la bague arrière peut quitter sa position initiale, ce qui rend l'utilisation du mandrin impossible. Thus, these solutions offer only incomplete support in position, since the rear ring can move axially relative to the central part. It follows that, in certain applications, and particularly when the chuck is working in percussion mode in concrete for example, the rear ring can leave its initial position, which makes the use of the chuck impossible.
En outre, lors de l'assemblage du mandrin, les solutions précitées nécessitent souvent une opération de reprise pour effectuer un sertissage par déformation de la pièce centrale, ce qui n'est pas optimal. In addition, when assembling the mandrel, the aforementioned solutions often require a recovery operation to perform crimping by deformation of the central part, which is not optimal.
Le but de l'invention est de fournir un mandrin dans lequel la bague arrière est parfaitement maintenue en rotation et en translation par rapport à la pièce centrale, et ce sans qu'il soit nécessaire de prévoir une opération de reprise lors de l'assemblage du mandrin. The object of the invention is to provide a mandrel in which the rear ring is perfectly maintained in rotation and in translation relative to the central part, and without it being necessary to provide a recovery operation during assembly chuck.
A cet effet, l'invention concerne un mandrin porte-outil pour 15 l'équipement d'une machine tournante, comprenant: - une pièce centrale présentant un axe et comportant une partie arrière destinée à être fixée sur un arbre moteur de la machine tournante et une partie avant à laquelle sont associés des mors, lesdits mors pouvant être déplacés par rapport à la pièce centrale entre une position de serrage de l'outil et une position desserrée; - une bague arrière engagée autour de la partie arrière de la pièce centrale de façon sensiblement coaxiale, et destinée à permettre à un utilisateur de déplacer les mors entre la position de serrage et la position desserrée, des moyens de blocage en rotation de la bague arrière par rapport à la pièce centrale étant prévus; et, en outre - des moyens de blocage de la translation axiale de la bague arrière par rapport à la pièce centrale. To this end, the invention relates to a tool chuck for the equipment of a rotating machine, comprising: a central part having an axis and having a rear part intended to be fixed on a motor shaft of the rotating machine and a front portion to which jaws are associated, said jaws being movable relative to the central piece between a tool clamping position and a loosened position; a rear ring engaged around the rear part of the central part in a substantially coaxial manner, and intended to allow a user to move the jaws between the clamping position and the loosened position, means for locking the rear ring in rotation relative to the central part being provided; and, furthermore - means for blocking the axial translation of the rear ring with respect to the central piece.
Par exemple, les moyens de blocage de la translation axiale comprennent au moins un évidement ménagé dans la bague arrière, respectivement dans la pièce centrale, et au moins un élément en saillie disposé sur la pièce centrale, respectivement sur la bague arrière, ledit élément en saillie étant apte à coopérer avec l'évidement. For example, the locking means of the axial translation comprise at least one recess formed in the rear ring, respectively in the central part, and at least one projecting element disposed on the central piece, respectively on the rear ring, said element projection being adapted to cooperate with the recess.
Selon un premier mode de réalisation, l'élément en saillie est un jonc annulaire et l'évidement une gorge annulaire. Selon un deuxième mode de 35 réalisation, l'élément en saillie est un ergot et l'évidement une gorge annulaire ou un orifice localisé. According to a first embodiment, the projecting element is an annular ring and the recess an annular groove. According to a second embodiment, the projecting element is a lug and the recess an annular groove or a localized orifice.
L'élément en saillie ou l'évidement peut être situé à la partie extrême avant de la bague arrière. The projecting element or the recess may be located at the extreme front end of the rear ring.
La pièce centrale peut en outre comprendre un épaulement situé en arrière de l'évidement ou l'élément en saillie et distinct de celui-ci, ledit épaulement étant destiné à coopérer avec un épaulement complémentaire ménagé sur la bague arrière pour former une butée s'opposant à la translation axiale vers l'avant de la bague arrière par rapport à la pièce centrale. The central piece may further comprise a shoulder located behind the recess or the projecting element and distinct from the latter, said shoulder being intended to cooperate with a complementary shoulder formed on the rear ring to form a stop opposing the forward axial translation of the rear ring relative to the central piece.
Les moyens de blocage de la rotation comprennent par exemple des éléments complémentaires ménagés d'une part sur la bague arrière et d'autre part sur la pièce centrale, tel qu'un système de rainures et nervures axiales, de méplats ou de clavetage. The rotation locking means comprise for example complementary elements formed on the one hand on the rear ring and on the other hand on the central part, such as a system of grooves and axial ribs, flats or keying.
Pour sa bonne compréhension, l'invention est à nouveau décrite ci-dessous en référence aux figures annexées représentant, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs formes de réalisation possibles du mandrin. For a good understanding, the invention is again described below with reference to the accompanying figures showing, by way of non-limiting examples, several possible embodiments of the mandrel.
La figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un mandrin selon un premier mode de réalisation de l'invention, comprenant une pièce centrale filetée; La figure 2 est une vue latérale de la pièce centrale filetée du mandrin de la figure 1; La figure 3 est une vue agrandie du détail III de la figure 1; La figure 4 est une vue, en coupe longitudinale partielle, d'un mandrin selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, comprenant une pièce centrale non filetée formant corps, les mors n'étant pas représentés; La figure 5 est une vue latérale de la pièce centrale du mandrin de la figure 4; La figure 6 est une vue agrandie du détail VI de la figure 4; et La figure 7 est une vue en perspective de la bague arrière du mandrin de la figure 4. Figure 1 is a longitudinal sectional view of a mandrel according to a first embodiment of the invention, comprising a threaded central piece; Figure 2 is a side view of the central threaded part of the mandrel of Figure 1; Figure 3 is an enlarged view of detail III of Figure 1; FIG. 4 is a view, in partial longitudinal section, of a mandrel according to a second embodiment of the invention, comprising a non-threaded central piece forming a body, the jaws not being represented; Figure 5 is a side view of the center piece of the mandrel of Figure 4; Figure 6 is an enlarged view of detail VI of Figure 4; and FIG. 7 is a perspective view of the rear ring of the mandrel of FIG. 4.
Le mandrin 1 comprend une pièce centrale 2, d'axe 3, dont la 30 partie arrière 4 est destinée à être fixée sur un arbre moteur de la machine tournante et dont la partie avant 5 est associée à trois mors 6. The mandrel 1 comprises a central part 2, of axis 3, whose rear part 4 is intended to be fixed on a motor shaft of the rotating machine and whose front part 5 is associated with three jaws 6.
Le mandrin 1 comprend également une bague arrière 7, d'axe 8, engagée autour de la partie arrière 4 de la pièce centrale 2 de façon sensiblement coaxiale, ainsi qu'une bague de serrage 9 placée autour de la partie avant 5 de la pièce centrale 2. La bague arrière 7 et la bague de serrage 9 sont sensiblement adjacentes et de même diamètre dans leur zone d'adjacence, le mandrin présentant ainsi une enveloppe latérale sensiblement continue. The mandrel 1 also comprises a rear ring 7, 8 axis, engaged around the rear portion 4 of the central part 2 substantially coaxially, and a clamping ring 9 placed around the front portion 5 of the workpiece 2. The rear ring 7 and the clamping ring 9 are substantially adjacent and of the same diameter in their adjacency zone, the mandrel thus having a substantially continuous lateral envelope.
La partie arrière 4 de la pièce centrale 2 présente tout d'abord une première zone dont la face extérieure est cylindrique et pourvue de deux méplats 10 opposés, ladite première zone s'étendant depuis l'extrémité arrière de la pièce centrale 2 jusqu'à un épaulement 11 formé par une augmentation du diamètre extérieur de la partie arrière 4. La partie arrière 4 présente ensuite une deuxième zone s'étendant à partir de l'épaulement 11 vers l'avant. La deuxième zone présente une face extérieure cylindrique et comporte une gorge annulaire 12 dont le fond présente un diamètre légèrement plus grand que le diamètre de la première zone de la partie arrière 4. La gorge 12 est située à proximité de l'épaulement 11. The rear portion 4 of the central piece 2 firstly has a first zone whose outer face is cylindrical and provided with two opposite flat surfaces, said first zone extending from the rear end of the central piece 2 to a shoulder 11 formed by an increase in the outer diameter of the rear portion 4. The rear portion 4 then has a second zone extending from the shoulder 11 forward. The second zone has a cylindrical outer face and has an annular groove 12 whose bottom has a diameter slightly larger than the diameter of the first zone of the rear portion 4. The groove 12 is located near the shoulder 11.
La bague arrière 7 comprend une partie cylindrique 13 engagée sur la partie arrière 4 de la pièce centrale 2, prolongée vers l'extérieur par une partie radiale 14 en forme d'anneau, elle-même prolongée vers l'extérieur par une jupe sensiblement cylindrique 15. The rear ring 7 comprises a cylindrical portion 13 engaged on the rear portion 4 of the central piece 2, extended towards the outside by a radial portion 14 in the form of a ring, itself extended outwards by a substantially cylindrical skirt 15.
La partie cylindrique 13 comprend tout d'abord une première zone dont la surface intérieure est complémentaire de la face extérieure de la première zone de la partie arrière 4 de la pièce centrale 2. Cette première zone est ainsi cylindrique, pourvue de deux méplats 16 opposés complémentaires des méplats 10, et de dimensions adaptées, permettant le montage et le maintien de la bague arrière 7 sur la pièce centrale 2. Cette première zone s'étend depuis l'extrémité arrière de la bague arrière 7 jusqu'à un épaulement 17 formé par une augmentation du diamètre intérieur de la bague arrière 7. La partie cylindrique 13 comprend ensuite une deuxième zone s'étendant à partir de l'épaulement 17 vers l'avant. La deuxième zone présente une face intérieure cylindrique et comporte un jonc annulaire 18 dont la position et les dimensions sont prévues pour permettre la coopération du jonc 18 avec la gorge 12. Dans la réalisation représentée, le jonc 18 présente une section en arc de cercle. La longueur axiale de la deuxième zone est comprise entre 10 et 40 % de la longueur axiale totale de la partie cylindrique 13 de la bague arrière 7. The cylindrical portion 13 firstly comprises a first zone whose inner surface is complementary to the outer face of the first zone of the rear portion 4 of the central part 2. This first zone is thus cylindrical, provided with two flat surfaces 16 opposite. complementary flats 10, and adapted dimensions, for mounting and maintaining the rear ring 7 on the central part 2. This first zone extends from the rear end of the rear ring 7 to a shoulder 17 formed by an increase in the inside diameter of the rear ring 7. The cylindrical portion 13 then comprises a second zone extending from the shoulder 17 forwards. The second zone has a cylindrical inner face and comprises an annular ring 18 whose position and dimensions are provided to allow the cooperation of the rod 18 with the groove 12. In the embodiment shown, the ring 18 has a section in an arc. The axial length of the second zone is between 10 and 40% of the total axial length of the cylindrical portion 13 of the rear ring 7.
Pour son montage sur la partie arrière 4 de la pièce centrale 2, la bague arrière 7 est engagée autour de la pièce centrale 2, coaxialement, et déplacée axialement vers l'avant. Le positionnement angulaire de la bague arrière 7 par rapport à la pièce centrale 2 est assuré par la coopération des méplats 10, 16. En outre, du fait des diamètres respectifs des différentes zones de la bague arrière 7 et de la partie arrière 4 de la pièce centrale 2, du jonc 18 et de la gorge 12, le jonc 18 ne frotte pas contre la partie arrière 4 jusqu'à ce qu'il arrive en contact avec l'épaulement 11. La poursuite de la translation axiale de la bague 7 nécessite alors un effort supplémentaire pour permettre au jonc 18 de se déformer élastiquement pour dépasser l'épaulement 11 et venir se loger dans la gorge 12. For its mounting on the rear portion 4 of the central piece 2, the rear ring 7 is engaged around the central piece 2, coaxially, and moved axially forwardly. The angular positioning of the rear ring 7 relative to the central piece 2 is ensured by the cooperation of the flats 10, 16. In addition, because of the respective diameters of the different zones of the rear ring 7 and the rear portion 4 of the central part 2, the ring 18 and the groove 12, the ring 18 does not rub against the rear portion 4 until it comes into contact with the shoulder 11. The further axial translation of the ring 7 then requires additional effort to allow the rod 18 to deform elastically to exceed the shoulder 11 and come to lodge in the groove 12.
En position montée, le jonc 18 coopère avec la gorge 12, empêchant ainsi le déplacement axial de la bague arrière 7 par rapport à la 10 pièce centrale 12. De plus, les épaulements 11 et 17 coopèrent. In the mounted position, the rod 18 cooperates with the groove 12, thus preventing the axial displacement of the rear ring 7 with respect to the central piece 12. In addition, the shoulders 11 and 17 cooperate.
Selon un premier mode de réalisation, représenté sur les figures 1 à 3, le mandrin 1 comprend en outre un corps 19 entourant la pièce centrale 2 et dans lequel sont ménagés trois logements convergeant vers l'avant, recevant chacun un mors 6 et permettant son guidage en translation. Le corps 19 est situé à l'intérieur de la bague de serrage 9, cette dernière étant apte à entraîner le corps 19 en rotation. Les mors 6 présentent une denture 20 sur leur face intérieure, tandis que la partie avant 5 de la pièce centrale 2 présente un filetage extérieur 21 coopérant avec la denture 20. Le filetage extérieur 21 est ménagé sur une portion de la pièce centrale 2, de forme tronconique. According to a first embodiment, shown in Figures 1 to 3, the mandrel 1 further comprises a body 19 surrounding the central part 2 and in which are formed three housing converging forwardly, each receiving a jaw 6 and allowing its translation guidance. The body 19 is located inside the clamping ring 9, the latter being able to drive the body 19 in rotation. The jaws 6 have a toothing 20 on their inner face, while the front portion 5 of the central piece 2 has an external thread 21 cooperating with the toothing 20. The external thread 21 is formed on a portion of the central piece 2, of frustoconical shape.
Ainsi, lorsqu'un utilisateur actionne la bague de serrage 9 en rotation par rapport à la bague arrière 7, il provoque la rotation du corps 19 et donc des mors 6. Les mors 6, du fait de la coopération entre leur denture 20 et le filetage 21 de la pièce centrale 2, sont déplacés dans les logement du corps 19 entre une position de serrage où ils sont saillants vers l'avant du mandrin 1 et rapprochés les uns des autres de façon à pouvoir maintenir un outil serré entre eux, et une position desserrée où ils sont rétractés à l'intérieur du mandrin et écartés les uns des autres, l'outil pouvant alors être ôté du mandrin 1. Thus, when a user actuates the clamping ring 9 in rotation relative to the rear ring 7, it causes the rotation of the body 19 and thus the jaws 6. The jaws 6, because of the cooperation between their toothing 20 and the 21 of the central piece 2, are moved in the housing of the body 19 between a clamping position where they project towards the front of the mandrel 1 and brought closer to each other so as to hold a tool tight between them, and a loosened position where they are retracted inside the mandrel and spaced from each other, the tool can then be removed from the mandrel 1.
Un nez métallique 22 est en outre monté à l'intérieur de la bague de serrage 9. Le nez 22 fait en partie saillie à l'avant du mandrin 1 et est muni d'une ouverture centrale permettant le passage des mors 6 et de l'outil. A metal nose 22 is further mounted inside the clamping ring 9. The nose 22 projects in part from the front of the mandrel 1 and is provided with a central opening allowing the jaws 6 and the jaw to pass through. 'tool.
Dans ce premier mode de réalisation, la jupe cylindrique 15 de la bague arrière 7 présente une longueur axiale importante (de l'ordre du double ou du triple de la longueur axiale de la partie cylindrique 13) et s'étend ainsi sur environ un tiers de la longueur axiale du mandrin 1, permettant notamment une bonne prise en main par l'utilisateur. In this first embodiment, the cylindrical skirt 15 of the rear ring 7 has a large axial length (of the order of twice or three times the axial length of the cylindrical portion 13) and thus extends over approximately one-third the axial length of the mandrel 1, allowing in particular a good grip by the user.
Selon un deuxième mode de réalisation, représenté sur les figures 4 à 6, la pièce centrale 2 forme un corps comprenant des logements 23 convergeant vers l'avant, recevant chacun un mors 6 et permettant son guidage en translation. Les mors 6 présentent une denture sur leur face extérieure. La bague de serrage 9 est solidaire en rotation d'un écrou périphérique (non représenté) présentant un filetage intérieur coopérant avec la denture des mors 6. According to a second embodiment, shown in Figures 4 to 6, the central part 2 forms a body comprising housing 23 converging towards the front, each receiving a jaw 6 and allowing its translation guide. The jaws 6 have a toothing on their outer face. The clamping ring 9 is integral in rotation with a peripheral nut (not shown) having an internal thread cooperating with the toothing of the jaws 6.
Ainsi, lorsqu'un utilisateur actionne la bague de serrage 9 en rotation par rapport à la bague arrière 7, il provoque, via l'écrou, le déplacement des mors 6 entre la position de serrage et la position desserrée. Thus, when a user actuates the clamping ring 9 in rotation relative to the rear ring 7, it causes, via the nut, the movement of the jaws 6 between the clamping position and the loosened position.
II va de soi que l'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrite ci-dessus à titre d'exemple mais qu'elle en embrasse au contraire toutes les variantes de réalisation. It goes without saying that the invention is not limited to the embodiment described above by way of example but that it encompasses all variants.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
ST | Notification of lapse |
Effective date: 20151130 |