FR2863188A1 - Mandrin - Google Patents

Abstract

Un mandrin (2) relatif à la présente description qui présente un corps central (4) destiné à comprendre une section avant (6) et une section arrière (8). Une partie centrale est formée à travers le mandrin (2) et une pluralité de voies de passage (12) est inclinée par rapport à celle-ci. Des mâchoires (14) se déplacent à travers les voies de passage (12) suite à la rotation d'un écrou rotatif (20) qui est dans une mise en prise de filetage de vis avec les mâchoires (14). Un élément formant roulement (36) est décrit qui siège dans une partie effilée entre le corps (4) et l'écrou (20) afin que le déplacement radial du roulement (36) contraigne le mandrin (2) à être verrouillé contre la libération.

Description

La présente invention concerne des mandrins. L'invention concerne

particulièrement, bien que non exclusivement, des mandrins tels qu'utilisés sur des perceuses ou des tournevis électriques ou équivalent.

Quelle que soit la nature du mécanisme par lequel le mandrin est pivoté, la pièce de fabrication (tel qu'un embout de perceuse ou de tournevis) présentée au mandrin a toujours besoin d'être maintenue dans une relation non rotative par rapport à celui-ci. L'un des facteurs les plus frustrants de l'utilisation d'une pièce de fabrication rotative maintenue par un mandrin est la lâcheté de la préhension du mandrin sur la pièce de fabrication. Ceci résulte non seulement en une usure par frottement entre l'élément de préhension du mandrin et la pièce de fabrication (qui peut résulter en des températures extrêmement élevées et même provoquer la fusion des accessoires en plastique) mais peut souvent résulter en ce que la pièce de fabrication devienne coincée dans l'article dans lequel elle est percée ou vissée.

Les deux problèmes ci-dessus ont été abordés dans l'art, mais avec des degrés variés de réussite. Par exemple, dans le document EP-A-0710520, on décrit un mandrin destiné à être utilisé avec une perceuse ou un tournevis électrique présentant des éléments de verrouillage utilisés pour être déplacés entre une position mise en prise et une position libérée par rotation de la chemise extérieure par rapport à une bague de verrouillage. De plus un mécanisme de mise en prise est décrit présentant deux positions de mise en prise et est installé entre la chemise et la bague. Dans une position l'élément de verrouillage est mis en prise, et dans l'autre position il est libéré. On décrit également une bague intermédiaire présentant des parties latérales et un collier pour empêcher tout retournement.

Tandis que, en théorie, le mécanisme ci-dessus fonctionne pour permettre le verrouillage du mandrin une fois que les mâchoires de celui-ci sont suffisamment serrées autour d'une pièce de fabrication, en pratique les accessoires sont hautement complexes et, ainsi, à la fois difficiles et chers à monter. En outre, si un de ces accessoires devait mal fonctionner, alors une réparation facile et rapide du mandrin serait très difficile.

Un procédé alternatif selon lequel les mâchoires du mandrin peuvent être verrouillées de manière serrée à la pièce de fabrication avant l'utilisation du mandrin est décrit dans le document EP-A-0519412. Dans le mandrin qui y est décrit une pluralité d'encliquetages déplacés de manière angulaire est formée dans l'écrou rotatif et/ou l'ensemble de corps. L'objet est que les billes de la course du roulement tombent dans les encliquetages puisque les mâchoires du mandrin sont serrées autour d'une pièce de fabrication. De cette façon, apparemment, on pare à la propension du mandrin à se détacher pendant l'utilisation.

Bien que le mandrin décrit dans le document EP-A-519412 soit beaucoup plus simple que celui du document EP-A-0710520, il souffre toujours d'importants défauts. Par exemple, le choix du matériau pour l'écrou ou l'ensemble de corps (dans lequel les encliquetages déplacés sont formés) est essentiel. Si le matériau choisi est trop souple, alors les billes peuvent simplement être extraites à la gouge de leur propre canal annulaire sur une période de temps pendant chaque processus de serrage, retirant ainsi la capacité du mandrin à verrouiller . Alternativement, si le matériau choisi est trop dur, alors il devient fragile et peut craquer sous le couple appliqué pendant le processus de serrage.

Un objet de la présente invention est donc d'au moins réduire les défauts mentionnés ci-dessus en proposant une manière plus simple et plus efficace de verrouiller les mâchoires du mandrin dans la position dans laquelle elles sont fixées de manière sécurisée autour d'une pièce de fabrication, tel que comparativement à l'art antérieur. On évite le besoin d'un agencement excessivement complexe et, donc, le besoin d'un grand nombre de composants pour réaliser ceci. De la même manière, les problèmes associés au choix de dureté des matériaux du mandrin devient moins important que dans l'art antérieur ci-dessus.

Selon la présente invention, il est ainsi proposé un mandrin caractérisé en ce qu'entre l'écrou et le corps central une surface partiellement conique est formée, le long de laquelle surface partiellement conique le au moins élément formant roulement peut se déplacer puisque l'écrou est tourné par rapport au corps central, et le long de laquelle surface partiellement conique le au moins élément formant roulement peut être déplacé de manière radiale en ce qui concerne l'axe de rotation du corps central sous l'action d'au moins une quantité prédéterminée de force agissant sur le au moins élément formant roulement de telle sorte que le déplacement de l'élément formant roulement résulte en une mise en prise de frottement entre l'élément formant roulement et une partie du mandrin qui est non rotative par rapport au corps central, pour ainsi empêcher l'écrou de tourner dans le sens opposé sous l'action d'une force inférieure à la force prédéterminée. L'utilisation d'une surface partiellement conique le long de laquelle le au moins élément formant roulement peut à la fois tourner et être déplacé de manière radiale, permet le verrouillage du mandrin par la seule utilisation de l'élément formant roulement lui-même une fois que les mâchoires du mandrin sont avancées de manière serrée autour d'une pièce de fabrication. En n'ayant pas besoin d'un grand nombre de composants pour verrouiller le mandrin quand les mâchoires sont dans leur position serrée , la complexité de la conception du mandrin est ainsi gardée à un minimum et cela réduit les coûts de fabrication et de montage du mandrin. En outre, il n'y a pas de problème de choix de dureté du matériau utilisé pour le mécanisme de verrouillage.

Avantageusement la surface partiellement conique est formée par une surface de l'écrou qui est en contact avec le au moins élément formant roulement et laquelle surface de l'écrou est agencée pour être non perpendiculaire à l'axe de rotation du corps central. Alternativement la surface partiellement conique est formée par une surface du corps central qui est en contact avec le au moins élément formant roulement et laquelle surface du corps central est agencée pour être non perpendiculaire à l'axe de rotation du corps central. En ayant les côtés de l'écrou et/ou du corps central agencés comme étant non parallèles, un effilement est ainsi créé le long duquel la surface de roulement peut se déplacer sous l'action d'au moins une force prédéterminée.

De préférence le déplacement radial de l'élément formant roulement est vers l'extérieur par rapport à l'axe de rotation central du corps central.

Dans un mode de réalisation préféré le corps central a formé sur celui-ci une plaque de poussée, contre laquelle plaque de poussée le au moins élément formant roulement est capable de pivoter sous l'influence de la rotation de l'écrou. Cela offre l'avantage que le matériau du corps central lui-même n'a pas à être d'une dureté spécifique par rapport à l'élément formant roulement. Les propriétés des matériaux concernant le mouvement de l'élément formant roulement peuvent, ainsi, être logées par la plaque de poussée elle-même.

De préférence la surface de la plaque de poussée contre laquelle le au moins élément formant roulement tourne n'est pas perpendiculaire à l'axe de rotation du corps central. De cette manière, donc, la plaque de poussée elle-même peut fournir la surface partiellement conique.

Avantageusement le au moins élément formant roulement comprend une bague déformable élastiquement. Alternativement le au moins élément formant roulement comprend une pluralité d'éléments extensibles ou déplaçables radialement. Encore alternativement le au moins élément formant roulement comprend une pluralité d'éléments formant roulement pouvant pivoter sur un point de pivotement.

Dans une autre alternative, des moyens sont prévus selon lesquels l'élément formant roulement peut être déplacé radialement en ce qui concerne l'axe de rotation du corps central. Selon l'environnement dans lequel le mandrin doit être utilisé, un quelconque ou même une combinaison des éléments ci-dessus, peut être utilisée.

Dans un mode de réalisation préféré de la présente invention une ligne continue de rotation autour de la surface du corps central, ou sur la plaque de poussée, ou sur la surface de l'écrou qui est en contact avec le au moins élément formant roulement forme un cône ou une surface tronconique.

De préférence l'écrou et le corps central entre eux forment la surface partiellement conique. Ou la plaque de poussée et le corps central entre eux forment la surface partiellement conique.

De préférence l'élément formant roulement comprend une pluralité d'éléments roulants pour réduire le contact de frottement entre l'élément formant roulement et soit l'écrou, soit le corps central.

Avantageusement la pluralité d'éléments roulants comprend des billes de roulement. Alternativement la pluralité d'éléments roulants comprend des roulements à aiguilles cylindriques.

A titre d'exemple seulement, un mode de réalisation de la présente invention va être décrit ci-dessous en faisant référence aux dessins qui l'accompagnent, sur lesquels: la figure 1 illustre une vue en perspective éclatée d'un mandrin conformément à un premier mode de réalisation de la présente invention; la figure 2(a) illustre une coupe longitudinale du mandrin de la figure 1 prise le long de l'axe central de rotation X - X, et la figure 2(b) illustre une coupe prise le long de la ligne A - A de la figure 2(a) ; les figures 3 à 5 incluse illustrent des vues en coupe détaillées de parties de différents modes de réalisation de la conception de mandrin; les figures 6 à 9, incluse, illustrent les mêmes vues que celles des figures 2(a) et 2(b), mais chacune avec un mode de réalisation différent de conception de mandrin; la figure 10 illustre une vue en coupe d'un mode de réalisation supplémentaire de la présente invention; et la figure 11 illustre une vue en coupe schématique d'un mandrin à deux chemises similaire à celui illustré sur la figure 6(a), mais avec l'inclusion d'une plaque de poussée.

En faisant référence tout d'abord à la figure 1 on peut voir que l'ensemble de mandrin tout entier illustré généralement par le numéro 2 comprend un corps central 4 présentant une section avant 6 et une section arrière 8. Un alésage axial central 10 passe directement à travers le corps central 4. L'alésage axial central 10 définit un axe de rotation, X - X, du mandrin 2. La partie de l'alésage axial 10 formé dans la section arrière 8 présente une partie filetée intérieure (non illustrée) pour s'accoupler à un filetage extérieur correspondant sur une tige de sortie d'une perceuse ou d'un tournevis, ou équivalent, (une nouvelle fois non illustrée). Des modes de réalisation alternatifs sont possibles qui n'utilisent pas les parties filetées, mais utilisent des effilements ou des ajustements de positionnement pour permettre une libération rapide du mandrin tout entier de la tige sur laquelle il est monté.

Formée dans la section avant 6 du corps central 10 se trouve une pluralité (dans cet exemple elles sont trois, également espacées autour de l'alésage axial central 10 à des intervalles autour de 120 ) de voies de passage 12 inclinées à un angle par rapport à l'axe X - X. Dans chacune de ces voies de passage 12 est formée une mâchoire 14 définissant une face avant 16 et ayant formée, sur un côté opposé à la face avant 16 de celle-ci, une partie filetée 18.

Chacune des mâchoires 14 est capable de se déplacer en glissant dans sa voie de passage 12 respective pour être avancée ou rétractée. Les mâchoires peuvent avancer, ou converger vers l'avant, de la section avant 6 afin que la face avant 16 des mâchoires saisissent une pièce de fabrication qui lui est présentée. La rétraction des mâchoires provoque une séparation radiale des faces avant 16 pour libérer la pièce de fabrication.

Un écrou rotatif 20 (composé de deux moitiés) est formé autour d'une partie d'encastrement annulaire central 22 du corps central 4. L'écrou rotatif 20 présente un filetage intérieur de vis 24 formé sur celui-ci pour s'accoupler aux parties filetées 18 de chaque mâchoire 14. D'une manière connue, la rotation de l'écrou 20 dans un sens provoquera donc l'avancement des mâchoires 14 dans leurs voies de passage 12 respectives, tandis que la rotation de l'écrou 20 dans le sens opposé provoquera la rétraction des mâchoires 14 dans leurs voies de passage 12 respectives.

La partie d'encastrement annulaire 22 du corps 35 central 4 comprend un élément formant lèvre inférieure 26. Montée sur la lèvre inférieure 26 se trouve une plaque de poussée 28. La plaque de poussée 28 est maintenue par rapport au corps central 4 en vertu d'une pluralité (dans cet exemple trois, espacés à 120 autour de l'axe central X - X) de bossages en saillie radialement vers l'intérieur 30 qui s'accouplent aux encastrements en saillie radialement vers l'intérieur correspondants 32 montés sur le corps central 4.

La plaque de poussée 28, bien que généralement annulaire, est en coupe transversale en forme de L. C'est-à-dire, elle présente une lèvre périphérique s'étendant axialement 34, dont l'objet sera décrit plus en détail ci-après.

Monté sur la plaque de poussée 28 se trouve un élément formant roulement, dans cet exemple, une pluralité (ici trois) d'éléments formant roulement 36, dont l'objet sera décrit ci-dessous.

L'ensemble de mandrin tout entier 2 est maintenu par une mise en prise de frottement d'une manière connue d'un assemblage d'ajustement correct. Une pièce avant métallique 38 est installée avec force sur la section avant 6 du corps central 4. Un élément formant chemise arrière en plastique 40 est installé avec force sur la section arrière 8 du corps central 4. Finalement, un élément formant chemise avant en plastique 42 est installé avec force sur l'écrou composite 20 et recouvre une partie d'encastrement annulaire 44 de la chemise arrière 40. Les hommes du métier apprécieront qu'il n'y a aucune nécessité d'utiliser un élément formant chemise en plastique. Les éléments formant chemise en métal ou métalliques, par exemple, réalisent la même fonction, mais utilisent un matériau différent. Ceci est simplement vu comme une manière de choix de conception par l'homme du métier.

Le procédé de montage du mandrin 2 tel que décrit ci-dessus ne sera pas décrit plus en détail ici. Il est bien connu de l'art et, si une autre référence est nécessaire au procédé de montage, il est fait référence par les présentes, à titre d'exemple, au document EP-A-0867249.

En faisant maintenant référence aux figures 2(a) et 2(b), on peut voir comment la structure illustrée sur la figure 1 s'ajuste. Plus particulièrement, on peut voir que, en travaillant par rapport à l'axe central X - X vers l'extérieur, le corps central 4 accepte l'écrou rotatif 20 par l'intermédiaire de la partie d'encastrement annulaire 22. La chemise avant en plastique 42 siège autour de l'écrou 20 le maintenant ainsi en place autour de la partie d'encastrement 22. Dans l'exemple illustré sur la figure 2(a) la plaque de poussée 28 est indiquée pour reposer sur la lèvre inférieure 26 afin que l'élément formant roulement 36 soit intercalé entre la plaque de poussée 28 et une surface de roulement 48 de l'écrou 20. La surface de roulement 48 est en fait cette partie de l'écrou 20 qui est en contact avec l'élément formant roulement 36.

Ainsi, alors qu'un utilisateur fait tourner la chemise avant en plastique 42 vers la chemise arrière en plastique 40, l'écrou 20 est tourné par rapport au corps central 4. Cela survient parce que, d'une manière connue, la chemise arrière en plastique 40 est couplée de manière non rotative (par l'intermédiaire de la mise en prise de frottement à ajustement de poussée) à la section arrière 8 du corps central 4. Alors que l'élément formant chemise avant en plastique 42 est dans une mise en prise non rotative (une nouvelle fois par l'intermédiaire de la mise en prise de frottement à ajustement de poussée) avec l'écrou pivotant 20, mais est, ainsi, dans une mise en prise rotative (ou, dans le mode réalisation préféré illustré, ne touche pas en fait) avec la section avant 6 ou la bague avant métallique 38.

Dans la position illustrée sur les figures 2(a) et 2(b) les mâchoires 14 sont dans leur position avancée.

Cela signifie que les faces avant 16 de celles-ci soit montent une pièce de fabrication, soit (tel que sur les figures) sont maintenant dans une position complètement avancée dans laquelle chaque face avant 16 touche ses deux autres mâchoires 14 voisines.

En regardant plus en détail la figure 2(b) on peut voir que l'élément formant roulement 36 comprend trois parties arquées à des intervalles de 120 autour de l'alésage central 10 (ou l'axe central X - X). Dans l'exemple illustré sur la figure 2(b) les éléments formant roulement 36 comprennent chacun une partie arquée en forme de bague flexible en plastique 50. Formée à l'intérieur de la structure de la partie flexible en plastique 50 se trouve une pluralité de roulements, dans cet exemple des billes d'acier chromées 52. Les billes avancent sur et sous la surface de la partie en forme de bague en plastique 50 (et quand elles sont vues dans la direction le long de l'axe X - X) de manière à prévoir deux surfaces, sur chaque surface desquelles la plaque de poussée 28 et l'écrou 20 pivotent. On peut le voir plus facilement sur la figure 2(a), mais c'est une technique bien connue dans l'art.

Dans l'exemple illustré, toutefois, l'angle entre la surface de la plaque de poussée 28 sur laquelle chaque bille 52 pivote et celui de la surface de roulement 48 de l'écrou 20 qui est en contact avec les billes 52 sur l'autre côté depuis la plaque de poussée 28 est tel qu'il crée une surface partiellement conique ou effilée. En d'autres termes la surface partiellement conique formée par la surface de roulement 48 de l'écrou 20, ou une surface partiellement conique formée par l'angle de la surface de la plaque de poussée 28 qui est en contact avec les billes 52 (dans les deux cas) est agencée pour être non perpendiculaire à l'axe X - X de rotation du corps central 4. Ceci sera rendu évident par rapport aux figures 3, 4 et 5.

En faisant maintenant référence à la figure 3 est illustrée plus en détail la relation entre les surfaces de roulement contre lesquelles les billes 52 tournent. Une surface Y - Y est illustrée qui est perpendiculaire à l'axe central X - X. C'est le long de cette surface Y - Y que l'élément de poussée 36 siège. On peut voir à partir de la figure 3 que deux autres surfaces sont illustrées, X - Y et Z - Y. L'angle entre ces surfaces, dans cet exemple, est choisi pour être de 3 . Toutefois, on a trouvé qu'un angle compris entre 0 et 15 est acceptable, de préférence compris entre 1 et 10 , et de manière préférée entre toutes entre 2 et 5 . En tout cas, l'objet d'avoir un tel angle entre les plans X - Y et Z - Y est de proposer une surface partiellement conique ou effilée, le long de laquelle l'élément formant roulement 36 peut être déplacé.

Plus spécifiquement, la surface de roulement (qui est la surface contre laquelle les billes 52 de l'élément formant roulement 36 tournent) de la plaque de poussée 28, ici la face 54, est agencée pour reposer le long du plan X - Y. La surface de roulement 48 de l'écrou 20, d'un autre côté, est agencée pour reposer le long de la surface X - Z. Alors que la chemise avant en plastique 42 est tournée par rapport à la chemise arrière en plastique 40, et les mâchoires 14 soit avancent pour serrer la pièce de fabrication, soit, alternativement, sont avancées vers leur position la plus en avant tel qu'illustré sur la figure 2(a), il y aura donc une force de resserrement ou de blocage ressentit par les billes 52 de l'élément formant roulement 36 alors que la force de rotation appliquée à l'écrou 20 est prise comme résultat d'aucun avancement supplémentaire des mâchoires 14 dans leurs voies de passage 12 respectives. Du fait de la surface partiellement conique formée entre la surface de roulement 48 de l'écrou 20 et la surface de roulement 54 de la plaque de poussée 28, les billes 52 (et, donc, l'élément formant roulement 36 tout entier) seront forcées radialement vers l'extérieur (sous une force de couple continue appliquée entre la chemise avant 42 et la chemise arrière 40) tel qu'illustré sur la figure 3 le long de l'effilement formé entre les deux plans X - Y et Z Y. Ce déplacement radial de l'élément formant palier 36 et des billes 52 résulte en une mise en prise de frottement au niveau 56, ceci étant le point de contact entre la périphérie extérieure radiale de l'élément formant roulement 36 et la partie à collerette périphérique intérieure s'étendant longitudinalement 28a de la plaque de poussée 28. Cette mise en prise de frottement au niveau de la position de contact 56 est, évidemment, régie par le couple appliqué en tant que force différentielle entre la chemise avant en plastique 42 et la chemise arrière en plastique 40 par l'intermédiaire de l'utilisateur. Clairement il doit y avoir une quantité prédéterminée de force appliquée à l'élément formant roulement 36 pour le forcer à se déplacer radialement vers l'extérieur et ainsi entrer en contact par frottement avec la partie à collerette 28a. De la même manière, cette mise en prise de frottement empêche donc la rotation de l'écrou 20 dans le sens opposé (pour ainsi rétracter les mâchoires 14 dans leurs voies de passage 12 respectives) à moins que et jusqu'à ce que l'utilisateur applique une seconde force prédéterminée dans ce sens en face de l'écrou 20 par l'intermédiaire de la différence de rotation entre l'élément formant chemise avant 42 et l'élément formant chemise arrière 40.

Ainsi, par l'utilisation d'une surface partiellement conique définissant un effilement formé entre les plans X - Y et Z - Y il est possible de verrouiller le mécanisme de mandrin tout entier contre le desserrage automatique une fois qu'il a été suffisamment serré par l'utilisateur.

Les hommes du métier apprécieront des alternatives à la situation illustrée sur la figure 3. Par exemple (et tel qu'illustré sur la figure 4) il n'y a aucune nécessité pour incliner la surface de roulement 48 de l'écrou 20 par rapport à l'axe perpendiculaire Y - Y et à l'axe central X - X en plus de celui de la surface de roulement 54 de la plaque de poussée 28 étant également inclinée par rapport à celui-ci. Ainsi sur la figure 4 on peut voir que la surface de roulement 54 de la plaque de poussée 28 est inclinée par rapport à la surface Y - Y le long du plan X - Y, tandis que la surface de roulement 48 de l'écrou 20 est parallèle à la surface Y - Y. Alternativement, tel qu'illustré sur la figure 5 la surface de roulement 54 de la plaque de poussée 28 est parallèle à la surface Y - Y, tandis que la surface de roulement 48 de l'écrou 20 est inclinée par rapport à la surface Y - Y le long du plan Z - Y. Les hommes du métier apprécieront qu'il n'y a aucune nécessité pour qu'il y ait une plaque de poussée 28 employée dans le mandrin 2. Par un choix convenable de conception (évident aux hommes du métier), l'élément formant roulement 36 pourrait simplement courir contre une partie du corps 4. Par exemple, la partie d'encastrement annulaire 22 et la lèvre inférieure associée 26 pourraient être adaptées pour être la surface de roulement contre laquelle les billes 52 se déplacent. Les hommes du métier apprécieront que la seule nécessité pour l'élément formant roulement 36, quand il est déplacé radialement sous l'action de la force prédéterminée tel qu'exposé ci-dessus, est d'être déplacé en mise en prise de frottement avec une partie de la chemise arrière 40 du mandrin 2 qui est non rotatif par rapport au corps central 4.

Ainsi, en faisant maintenant référence aux figures 6(a) et 6(b) on peut voir que, comparativement aux modes de réalisation illustrés sur les figures 1 à 5, il n'y a aucune plaque de poussée 28. L'élément formant roulement 36 est intercalé entre l'écrou 20 sur un côté et une partie hachurée 58 du corps central 4 sur l'autre côté de celui-ci. Il est important de remarquer que la partie hachurée 58 est indiquée uniquement pour des raisons de clarté. C'est en fait simplement une extension de la lèvre inférieure 26 qui est illustrée pour une visibilité claire dans la hachure. Toutes les autres parties du mandrin 2 sont comme pour ces éléments illustrés sur les figures 1 à 5.

Toutefois, sur la figure 6(b) on illustre une forme alternative de l'élément formant roulement 36. De nouveau, il y a une pluralité de billes 52 qui sont capables d'être déplacées radialement le long de la surface partiellement conique tel que discuté ci-dessus, mais dans le mode de réalisation illustré sur la figure 6(b) l'élément formant roulement 36 est composé d'un matériau en plastique flexible élastique comme du polyamide, du polycarbonate ou du thermoplastique qui est capable de se dilater et de se contracter radialement, efficacement, en tant que structure unitaire, sous l'influence des forces appliquées à celui-ci. Dans tous les autres aspects, toutefois, il se comporte comme pour la description sur les figures 1 à 5, dans l'exemple illustré sur la figure 6, ainsi, l'élément formant roulement 36 revêt la forme d'une bague déformable élastiquement.

Un mode de réalisation alternatif est illustré sur la figure 7. De nouveau, il n'y a aucune plaque de poussée 28 (similairement à l'exemple de la figure 6), mais une forme alternative de l'élément formant roulement 36 est de nouveau illustrée. En faisant référence particulièrement à la figure 7(b) on peut voir une pluralité de billes 52 qui est formée dans la structure en forme de bague en plastique de l'élément formant roulement 36. Toutefois, les découpes spécialement profilées 60 sont formés de telle sorte que les billes 52 sont forcées le long de la surface partiellement conique dans une direction radiale sous l'action de la force prédéterminée tel que discuté ci-dessus, les billes 52 déplacent des parties particulières 62 de l'élément formant roulement 36 plutôt que l'élément formant roulement 36 tout entier comme dans les exemples précédents. Le résultat est toujours le même, en ce que les parties particulières 62 forment les points de contact 56.

Pourtant une autre version de l'élément formant roulement 36 est illustrée sur la figure 8. De nouveau la figure 8(a) est d'une structure similaire à celle des figures 6 et 7, en ce qu'il est illustré une zone hachurée 58 de la lèvre 26 plutôt qu'une plaque de poussée séparée 28. Toutefois, en ce qui concerne la figure 8(b) on peut voir que l'élément formant roulement 36, bien que comprenant encore des billes 52, dans ce mode de réalisation particulier est couplé à l'écrou 20 (bien que, évidemment, il se pourrait que l'élément formant roulement 36 soit couplé à la zone hachurée 58 (ou même, si on le souhaite, couplé à la plaque de poussée 28) de la manière discutée ci-dessous.

Deux points de pivotement 64 sont illustrés formant un point d'appui sur lequel deux moitiés de l'ensemble de roulement 36a et 36b peuvent pivoter sous l'action de la surface partiellement conique et de la forceprédéterminée suffisante tel que discuté ci-dessus. Ainsi, le mode de réalisation illustré sur la figure 8(b) fonctionne d'une manière similaire à un segment de frein automobile par les éléments formant roulement 36a, 36b tournant radialement vers l'extérieur en mise en prise avec, dans cet exemple, la chemise arrière en plastique 42, sur leurs points de pivotement, ou points d'appui, 64. Sur les figures 9(a) et 9(b) est illustré un mode de réalisation alternatif du mandrin. Dans les modes de réalisation illustrés sur la figure 9 le mandrin 2 emploie seulement une chemise externe unique 66 plutôt qu'une chemise avant 42 et une chemise arrière 40 comme dans les autres exemples. Les hommes du métier apprécieront que la principale différence entre un agencement de mandrin à deux chemises et un agencement à chemise unique réside dans le fait qu'avec un agencement à chemise unique une certaine forme de commande de verrouillage de la broche est nécessaire pour restreindre la tige sur laquelle la section arrière 8 du mandrin 2 est fixée. Néanmoins, le procédé de fonctionnement des modes de réalisation illustrés sur la figure 9 est similaire à celui des modes de réalisation des figures 1 à 5 en ce qu'il est important pour l'élément formant roulement 36 (en prenant l'un quelconque des modes de réalisation illustrés sur les figures précédentes) de se mettre en prise avec une partie du mandrin 2 qui est non rotative par rapport au corps central 4. Ainsi, la solution la plus pratique est celle d'employer une plaque de poussée 28. Si l'élément formant roulement 36 devait être déplacé radialement le long de la surface partiellement conique, tel que discuté ci-dessus, et devait venir en mise en prise de frottement avec la surface périphérique intérieure de l'élément de raccordement à chemise unique 66, alors le mandrin 2 ne pourrait pas être verrouillé contre le desserrage automatique. Il est important que l'élément formant roulement 36 soit en contact avec une partie non rotative du mandrin, d'où la préférence pour une plaque de poussée 28 qui est, elle-même, fixée de manière non rotative au corps central 4.

Les hommes du métier apprécieront que, tandis que dans les exemples cidessus, la surface partiellement conique formée entre les surfaces de roulement 48 et 54 forment un effilement augmentant dans une direction s'étendant radialement par rapport à l'axe central X - X, la surface partiellement conique et donc l'effilement ainsi formé pourraient de la même manière s'étendre dans une direction radiale vers l'axe central X X. Une telle structure est illustrée dans le mode de réalisation de la figure 10 qui emploie la même structure que celle illustrée sur la figure 8, qui est sans la plaque de poussée 28. Sur la figure 10 on peut voir que la surface Y - Y (qui est perpendiculaire à l'axe central X - X) est comme dans les exemples précédents. Toutefois, on peut également voir que la surface Z - Y est dans le côté opposé de la surface Y - Y par rapport aux exemples précédents. Tout ceci signifie donc que le déplacement radial des billes 52 et de l'élément formant roulement 36 est vers l'intérieur vers l'axe central X - X le long de la surface partiellement conique ainsi formée. Néanmoins, le point de contact de frottement 56 est maintenant simplement radialement intérieur comparativement aux exemples précédents.

Les hommes du métier apprécieront qu'une surface partiellement conique décrit une ligne continue de rotation sur la surface de roulement 48 de l'écrou 20, la surface de roulement 54 de la plaque de poussée 28, ou la surface de la lèvre inférieure 26 du corps central 4 qui est en contact avec l'élément formant roulement 36 pour former un cône ou une surface tronconique. Néanmoins, il n'y a pas besoin d'effilement régulier ainsi formé. Par exemple, une série d'étapes pourraient être employées pour être à droite plutôt que régulières. Cela ne serait pas préférable, mais fonctionnerait toujours en pratique. De la même manière, il n'y a pas besoin pour l'effilement d'être de gradient uniforme. Des profils de courbures convenables tels que des ellipses, par exemple, fonctionneraient tout aussi bien.

Les hommes du métier apprécieront à partir de ce qui est décrit ci-dessus qu'au moins un élément formant roulement 36 peut comprendre une structure unitaire, comme la bague flexible, ou une pluralité d'éléments flexibles ou non flexibles individuels qui forment une structure d'éléments formant roulement composite.

Bien que dans les exemples ci-dessus des billes de roulement 52 aient été décrites, tout moyen alternatif pour réduire le contact de frottement entre l'écrou rotatif 20 et l'autre surface sur laquelle l'élément formant roulement 36 se déplace peut être réalisé. Par exemple, on peut utiliser des roulements à aiguilles ou d'autres éléments roulants, ou même un élément non roulant mais un élément présentant un coefficient très faible de frottement. Dans le cas où un élément à faible coefficient de frottement serait employé pour soit la surface de roulement de l'écrou 20, soit la surface de roulement de la plaque de poussée 28, par exemple, on pourrait alors éviter le besoin d'une structure roulante à bille, à bague ou à cylindre. Dans une telle situation, on peut donc envisager que le roulement 36 puisse simplement être une structure en forme de bague qui elle-même peut être déplacée radialement pour réaliser la mise en prise de frottement au niveau du point 56 tel que discuté ci-dessus.

En faisant maintenant référence à la figure 11, il est illustré un mandrin en deux chemises similaire à celui de la figure 6(a), mais avec une plaque de poussée 28 remplaçant le plat 58 illustré sur la figure 6(a). De plus, le coussinet avant 72 est composé d'un matériau en plastique, qui, dans ce mode de réalisation, est insuffisamment rigide pour être capable d'interagir avec l'écrou rotatif. Donc un bandage d'acier 74 a été inséré entre l'écrou et la périphérie intérieure du coussinet 72 pour permettre un fonctionnement convenable du mandrin. Dans tous les autres aspects, le mandrin illustré sur les figures 6 fonctionne de la même manière que le mandrin illustré sur les figures 6.

Claims (18)

REVENDICATIONS

1. Mandrin (2) destiné à être utilisé avec un moteur d'entraînement manuel ou motorisé présentant un arbre d'entraînement rotatif, le mandrin pour monter de manière sélective une tige d'outil, et comprenant: un corps central (4) présentant une section arrière (8) et une section avant (6), le corps central (4) définissant un axe de rotation; la section arrière (8) présentant un alésage axial (10) formé à l'intérieur, le long de l'axe de rotation, la section arrière (8) étant destinée à coupler le mandrin (2) à un moteur d'entraînement présenté par rapport sur celui-ci; la section avant (6) présentant une pluralité de voies de passage (12) formée à l'intérieur, chaque voie de passage (12) de la pluralité de voies de passage définissant un axe qui est incliné par rapport à l'axe de rotation du corps central (4) ; une pluralité de mâchoires (14), chaque mâchoire de la pluralité de mâchoires logée à l'intérieur d'une voie de passage respective (12) parmi la pluralité de voies de passage, et dans laquelle chaque mâchoire (14) de la pluralité de mâchoires porte un filetage (24) et une face de mâchoire formée sur un côté de la mâchoire opposée au filetage; un écrou (20) monté sur le corps central (4) et étant rotatif sur le corps central (4), mais axialement impossible à déplacer par rapport au corps central (4), l'écrou (20) portant un filetage de vis (24) pour mise en prise d'accouplement avec les filetages de chaque mâchoire (14) de la pluralité de mâchoires, de telle sorte que la rotation de l'écrou (20) provoque un mouvement coulissant concomitant de chaque mâchoire {14) de la pluralité de mâchoires dans sa voie de passage respective (12), pour ainsi avancer chaque mâchoire (14) dans sa voie de passage respective (12) quand l'écrou (20) est tourné dans un sens autour de l'axe de rotation, et pour rétracter chaque mâchoire (14) dans sa voie de passage respective (12) quand l'écrou (20) est tourné dans le sens de rotation opposé autour de l'axe de rotation; au moins un élément formant roulement (36) disposé de manière intermédiaire à l'écrou (20) et au corps central (4) ; caractérisé en ce qu'entre l'écrou (20) et le corps central (4) une surface partiellement conique est formée, le long de laquelle surface partiellement conique le au moins un élément formant roulement (36) peut se déplacer puisque l'écrou (20) est tourné par rapport au corps central (4), et le long de laquelle surface partiellement conique le au moins élément formant roulement (36) peut être déplacé radialement par rapport à l'axe de rotation du corps central (4) sous l'action d'au moins une quantité prédéterminée de force agissant sur le au moins élément formant roulement (36) de telle sorte que le déplacement de l'élément formant roulement (36) résulte en une mise en prise de frottement entre l'élément formant roulement (36) et une partie du mandrin (2) qui est non rotatif par rapport au corps central (4), pour ainsi restreindre l'écrou (20) par rapport à la rotation dans le sens opposé sous l'action d'une force inférieure à la force prédéterminée.

2. Mandrin (2) selon la revendication 1, dans lequel la surface partiellement conique est formée par une surface de l'écrou qui est en contact avec le au moins un élément formant roulement (36) et laquelle surface de l'écrou est agencée pour être non perpendiculaire à l'axe de rotation du corps central (4).

3. Mandrin (2) selon la revendication 1, dans lequel la surface partiellement conique est formée par une 35 surface du corps central qui est en contact avec le au moins élément formant roulement (36) et laquelle surface du corps central est agencée pour être non perpendiculaire à l'axe de rotation du corps central (4).

4. Mandrin (2) selon la revendication 1, dans lequel le corps central (4) a formé sur lui une plaque de poussée (28), contre laquelle plaque de poussée (28) le au moins élément formant roulement (36) est capable de tourner sous l'influence de la rotation de l'écrou (20).

5. Mandrin (2) selon la revendication 4, dans lequel la surface de la plaque de poussée contre laquelle le au moins élément formant roulement (36) tourne et est non perpendiculaire à l'axe de rotation du corps central (4).

6. Mandrin (2) selon la revendication 1, dans lequel le au moins élément formant roulement (36) comprend une bague déformable élastiquement.

7. Mandrin (2) selon la revendication 1, dans lequel le au moins élément formant roulement (36) comprend une pluralité d'éléments déplaçables ou extensibles radialement.

8. Mandrin (2) selon la revendication 1, dans lequel le moins élément formant roulement (36) comprend une pluralité d'éléments formant roulement (36) pouvant tourner autour d'un point de pivotement.

9. Mandrin (2) selon la revendication 8, dans lequel le point de pivotement est formé au niveau d'une extrémité de chaque élément de la pluralité d'éléments formant roulement (36).

10. Mandrin (2) selon la revendication 1, dans lequel une ligne continue de rotation sur la surface de l'écrou qui est en contact avec le au moins élément formant roulement (36) forme un cône ou une surface tronconique.

11. Mandrin (2) selon la revendication 1, dans lequel une ligne continue de rotation sur la surface du corps central qui est en contact avec le au moins élément formant roulement (36) forme un cône ou une surface tronconique.

12. Mandrin (2) selon la revendication 5, dans lequel une ligne continue de rotation sur la surface de la plaque de poussée qui est en contact avec le au moins élément formant roulement (36) forme un cône ou une surface tronconique.

13. Mandrin (2) selon la revendication 1, dans lequel l'écrou (20) et le corps central (4) entre eux forment la surface partiellement conique.

14. Mandrin (2) selon la revendication 4, dans lequel la plaque de poussée (28) et le corps central (4) entre eux forment la surface partiellement conique.

15. Mandrin (2) selon la revendication 1, dans lequel l'élément formant roulement (36) comprend une pluralité d'éléments roulants pour réduire le contact de frottement entre l'élément formant roulement (36) et soit l'écrou (20), soit le corps central (4).

16. Mandrin (2) selon la revendication 15, dans lequel la pluralité d'éléments roulants comprend des billes de roulement.

17. Mandrin (2) selon la revendication 15, dans lequel la pluralité d'éléments roulants comprend des roulements à aiguilles cylindriques.

18. Mandrin (2) selon la revendication 17, dans lequel la pluralité d'éléments roulants comprend des 25 roulements à aiguilles effilés.