Brevet FR2028489A1 — publié le 19701009

L'invention a pour objet une clé à tube, et plus particulièrement une clé utilisée en conjonction avec les dispositifs d'assemblage automatique à grande vitesse pour actionner des vis à tête polygonale. Avec un tel dispositif opérant auto-5 matiquement l'assemblage en une séquence rapide d'une vis et d'une pièce taraudée délivrées à une station d'assemblage, une clé à rotation rapide comportant un alvéole de section polygonale est avancée en direction de la vis pour venir coiffer la tête polygonale de ladite vis qu'elle entraîne en rotation pour la fixer 10 dans la pièce taraudée. Du fait que la rotation et le mouvement d'avancement de la clé doivent s'effectuer très rapidement, on ne dispose que d'un temps court pour le déplacement angulaire de la clé en vue de son engagement air la tête de vis. Jusqu'à présent, la 15 plupart des clés commercialisées présentent 1'inconvénient de ne pas entrer assez rapidement en relation avec la tête , de vis, de s'engager incorrectement avec elle pour la délivrer au dispositif d'assemblage, enfin d'abimer et d'altérer les filets de vis en endommageant en outre l'alvéole polygonal de la clé. 20 Un objet de la présente invention est de réaliser une clé à tube perfectionnée, drun prix compétitif, ne présentant pas les inconvénients ci-dessus des clés existantes, c'est-à-dire s'engageant sur la tête de vis correctement, et plus rapidement que les clés antérieures. Un autre ob jet est de réaliser une 25 nouvelle clé comparativement bon marché, susceptible de s'avancer en direction de la vis en tournant simultanément de manière à accroître le temps nécessaire à la clé pour chercher son engagement. Pour plus de précisionr l'invention a pour objet la réalisation d'une nouvelle clé comportant non seulement un alvéole mais 30 un contre-alvéole, la disposition donnée au fond du contre-alvéole permettant d'obtenir simultanément avec la rotation de la clé son télescopage sur la tête de vis, et l'entraînement de la vis engagée dans la clé. Les détails de l'invention apparaîtront de la 35 description en référence aux dessins annexés. La fig.l est une élévation et une coupe longitudinale de la nouvelle clé perfectionnée de l'invention, la clé étant montrée en conjonction avec un dispositif d'assemblage automatique. La fig.2 est une coupe transversale agrandie selon 40 la ligne 2-2 de la fig.l 69 43111 z 2028489 La fig.3 est un détail agrandi de la fig.l. La fig.4 est un autre détail agrandi de la fig.l, mais sur lequel la clé est en position d'entrée sur la tête de vis. 5 La fig.,5 est une vue par-dessous de 1Touverture de la clé. _ . » La fig.6 est me coupe transversale de la clé au commencement de son engagement avec la tête de vis. La fig»7 est une vue perspective partielle de la clé. 10 La fig.ê est une développée drune partie de la clé illustrant son action d'engagement sur la tête de vis. La fig.9 est une développée semblable à la fig.6, mais s 'appliquant à une clé d lun type standard. La fig.10 est une vue perspective partielle d'une 15 clé standard. La fig.ll est une coupe transversale pratiquée sur une clé standard, montrant son engagement incorrect avec une vis. La fig.12 est une vue perspective d'un outil pour réaliser la clé perfectionnée de l'invention. 20 Comme le montrent les dessins, l'invention consiste en une clé à tube 15, particulièrement adaptée pour son emploi en combinaison avec un dispositif d'assemblage 16 automatique, amenant des attaches filetées 17 vis-à-vis des pièces taraudées 19, délivrées à une station d'assemblage, une seule vis 17, et 25 une seule pièce 19 étant présentées sur la fig.l, le mécanisme d'alimentation qui délivre les pièces 19 n'étant pas représenté. Le dispositif d'assemblage 16 comporte un organe d'entraînement 20 qui détermine la rotation de la clé dans le sens des aiguilles d'une montre, en regardant au-dessus, cette 30 rotation se faisant à 2000 tours minute par exemple, t andis que simultanément la clé 15 passe de la position présentée sur la fig.l à la position présentée sur la fig.4, où elle commence à s'engager sur la tête de la vis 17 pour l'entraîner et la réunir à la pièce taraudée 19. Les vis sont délivrées une à la fois au 35 dispositif d'assemblage, à raison de 60 à la minute, par le dispositif de transfert 21 que l'on voit sur la fig.l, chaque vis étant maintenue dans une paire de mâchoires élastiques 23 pendant que la clé s'abaisse rapidement, s'engage sur la tête 24 de la vis, et l'entraîne en rotation pour 1'assembler avec la pièce 40 taraudée 19. Puis, les mâchoires élastiques 23 s'écartent auto- -matiquement 69 43111 3 2028489 pour libérer la vis qui vient d'être reliée à la pièce 19. Un dispositif d'assemblage automatique, utilisable en combinaison avec la clé de l'invention, a été décrit en détail au brevet US 2.939.996. 5 La vis 17 peut être un organe quelconque comportant un filet de vis, et dotée d'une tête polygonale, et à titre d',exemple il a été présenté sur les figures une vis à tête hexagonale 24 comportant six pans 25 séparés par des arêtes 26, cette vis étant adaptée pour se visser dans le trou taraudé 27 de la * 10 .pièce 19. La' face supérieure de la' tête 24 est habituellement chanfreinée aux arêtes selon^29, afin de réduire l'acuité des angles supérieurs. La clé 15"est en acier dur, et comporte un alvéole centrai 3° de section polygonale (fïgs.1,3,5,7), qui vient coiffer la tête 24 de la vis, cet alvéole étant défini 15 dans le cas présent par six parois 31 dont l'intersectiondéter-mine les arêtes 33» Lorsque la clé est télescopée sur la tête 24 de la vis, les arêtes 26 de iatête hexagonale de la vis coincident avec les arêtes 33 de l'alvéole de la clé, et les parois 31 de l'alvéole sont engagées avec les pans 25 de la têté de vis. Dans 20 le but d'amener les parois 31 à s'engager avec les pans 25, les arêtes 33 de l'alvéole 30 doivent se trouver exactement dans l'alignement des arêtes 26 de la tête 24, et cela avant que la clé 15 soit télescopée sur la tête de vis 24. Du fait que la clé tourne et avance à grande vitesse, 0x1 ne dispose que d'un temps 25 très court pendant lequel les arêtes internes et externes, sont alignées pour permettre la descente de la clé. Si cette coïncidence fait défaut au moment de l'engagement de la clé sur la tête, la clé se trouve engagée improprement en compromettant toute la succession des opérations du dispositif d'assemblage 16. 30 L'engagement impropre de là clé avec la tête de Vis s'explique mieux en faisant référence à un dispositif du type standard utilisant la clé 15' présentée sur les figs.10 et 11, les parties de la clé standard correspondant à celles de'"lâ' clé de l'invention portant les mêmes références, avec l'indication ' . La clé 35 15' comporte un alvéole 30' constitué par les parois 3 1' et les arêtes d'intersection 33', les parois 31' s'étendant jusqu'à Couverture de l'alvéole, et donnant naissance à des surfaces 31a' qui sont légèrement inclinées par rapport à l'axe de la clé pour faciliter le guidage de la tête 24 de vis dans l'alvéole 3°'. 40 Lorsque la clé 15' s'approche pour s'engager sur la tête 24, les 69 43111 4 2028489 arêtes 33' de l'alvéole 30' peuvent être au plus angulairement écartées de 60° sur l'alignement avec les arêtes 26 de la tête de vis, cette condition se réalisant sur la fig.9 qui présente une vue schématique des pans 31f et des arêtes 33'• De sorte que 5 la clé 15' doit tourner de presque 60° avant que l'alvéole puisse coiffer la tête, et avant qu'il y ait alignement entre les arêtes» Puisqu'il est requis de faire effectuer à la clé une rotation d'un si grand angle avant d'obtenir la coincidence parfaite avec la tête, et la clé ayant un mouvement d'avancement rapide, elle 10 tend à s'engager improprement sur la tête comme le montre la fi'gJJL c'est-à-dire avant coincidence des arêtes internes et externes-En d'autres termes, la clé 15' et la tête 24 se trouvent engagées dans une position relative telle qu'indiquéfcsur la fig.ll, où les arêtes 26 de la tête se trouvent en contact non pas avec les 15 arêtes 33% mais avec les parois de l'alvéole. De ce contact arêtes contre parois, qui s 'oppose à l'engagement correct parois contre parois, il résulte un frottement déterminant l'entraînement de la vis, entraînement prématuré et souvent avec une excen» tration de la vis par rapport à la clé. LES chances que la clé 20 15' de type standard s'engage improprement sont considérablement accrues par les chanfreins 29 ménagés sur la tête 24, de tels chanfreins facilitant le mouvement d'engagement de la clé sur la tête, avec un ajustement à friction avant que les arêtes internes 33' soient parvenues dans l'alignement avec les arêtes 25 externes 26 de la tête de vis. Une fois que la clé 15' est improprement engagée et commence à entraîner la vis 17 par friction, il devient virtuellement impossible d'obtenir un mouvement relatif de la vis par rapport à la clé pour rectifier son mauvais engagement. 30 Etant entraînée avant que la clé soit en position correcte, dans un mouvement excentré, la vis peut se trouver prématurément dégagée des mâchoires 23, ou introduite sous un certain angle dans la pièce 19, ce qui a pour résultat, dans le premier cas, que quelques pièces 19 se trouvent dépourvues de vis, et que 35 dans le deuxième cas des pièces 19 comportent des vis incorrectement vissées. De plus, par l'engagement incorrect de la clé 15 avec la tête de vis, il résulte le plus souvent des altérations de la tête de vis, et la mise hors d'usage de l'alvéole 30' des arêtes 33' et des mâchoires 23. 69 43111 5 2028489 Conformément à la présente invention, la clé 15 est réalisée de nouvelle manière pour la rendre susceptible de s'engager progressivement sur la tête 24, tandis que simultanément elle tourne en s'engageant correctement sur la tête, de 5 manière à accroitre le temps pour que la clé s'engage correctement sur la tête, c'est-à-dire paroi contre paroi, avec la tête de chacune des vis délivrées par le dispositif d'assemblage 16. À cet effet, un contre-alvéole plus large 35 (figs.3 et 7) est prévu à l'extrémité de la clé pour lui permettre de s'abaisser 10 initialement sur la tête avec un léger jeu dans les positions relatives de la clé et de la tête. La disposition donnée à la surface de fond du contre-alvéole est déterminée pour permettre une descente continue de la clé après l'introduction initiale de celle-ci sur la tête, pour déterminer l'engagement des arêtes 26 15 avec les arêtes 33 lorsque la clé a définitivement tourné jusqu'à assurer l'alignement des arêtes de la clé avec celles de la tête de vis. Avec cette disposition, la clé a évidemment plus de temps pour assurer la coincidence avec la tête, puisque la clé peut continuer à descendre tandis qu'elle cherche l'alignement pour 20 l'engagement correct. Ainsi, la clé procure une plus grande sécurité, et permet un fonctionnement sans trouble du dispositif d'assemblage. Comme on le voit clairement sur les figs.3,5,et 7, le contre-alvéole 35 est dé section généralement cylindrique, 25 d'un diamètre égal au plus grand diamètre de l'alvéole 3°, ou si l'on préfère à la distance entre deux arêtes opposées 33» Le diamètre du contre-alvéole est ainsi supérieur au plus petit diamètre de l'alvéole 30, c'est-à-dire à la distance séparant deux parois opposées 31. Le fond du contre-alvéole 35 est formé d'une série 30 de surfaces 36 angulairement espacées, inclinées d'environ 15° sur l'horizontale de telle sorte que l'arête 33 d'une paroi 31 soit de plus grande longueur du côté où elle entre en contact en premier avec la tête de vis. Sur la fig.Ô, on a représenté la développée de deux parois consécutives dont les surfaces infé-35 rieures 36 s'inclinent vers le haut, du bord d'attaque 39 le plus long au bord de fuite, en formant une denture. En s'abaissant vers la v is 17, la clé 15 s'engage immédiatement sur la t ête 24 sans difficulté d'ajustage, indépendamment des positions angulaires relatives de la clé et de la tête, puisque le diamètre du contre-40 alvéole 35 est plus grand que le plus grand diamètre de la tête. 69 43111 6 2028489 Il s'ensuit qu'il n'y a aucun danger à ce que la tête s'engage incorrectement dans la clé. En poursuivant le mouvement de descente de la clé, la pointe 40 de l'arête d'attaque J9 ^e 1& dent s'approche de l'arête 26 de la tête, et si les deux positions 5 de l'arête 26 et de la pointe 40 se trouvent dans l'alignement au moment précis de leur présentation, comme c'est le cas à l'extrémité droite de la fig.2&, l'arête 39 d'attaque de la dent 37 s'engage sur l'arête 26 de la tête, en guidant axialement les arêtes 33 de l'alvéole 3° pendant que se poursuit la descente de 10 la clé. Si la pointe 40 de l'arête d'attaque 39 de la dent 37 ne se trouve pas dans l'alignement de l'arête 26 comme d'est ordinairement le cas, la surface inclinée 36 et le jeu ménagé dans l'alvéole 30 permettent à la clé de poursuivre sa descente sur la tête 24 comme le montre schématiquement la fig.Ô, en 15 tournant simultanément relativement à la tête, même lorsque les pointes 40 des dents ont atteint un point au-dessous des arêtes 26 de la tête, la descente de la clé se poursuivant, l'arête d'attaque 39 de la dent suivante venant s'engager avec l'arête 26 correspondante, en déterminant l'entraînement de la vis 17 20 qui tourne en union avec la clé et guide axialement les arêtes 26 de la tête dans les arêtes 33 de l'alvéole 30 à mesure que la clé continue sa descente. Ainsi, la clé a toute liberté de tourner en engagement parfaitement correct sur la tête, et sans danger de coincement par l'engagement arête contre paroi. 25 De ce qui précède, il apparaît que la nouvelle7^L5 perfectionnée de l'invention est susceptible de tourner d'un angle a de presque 60° (fig.S) tandis qu'elle poursuit son mouvement continu de descente sur la tête 25, en cherchant son engagement correct avec la tête. Elle diffère ainsi de la clé standard 15* qui doit -30 souvent tourner d'un angle b (fig«>9) de presque 60°, jusqu'à ce que l'alignement soit obtenu pour permettre de poursuivre la descente de la clé ën engagement correct. Ainsi, la clé 15 de l'invention a presque six fois plus de temps pour obtenir son engagement correct, c'est-à-dire que les chances de vissage 35 incorrect et d'altération des filets de vis se trouvent grandement réduites. Il est évident que les principes de l'invention peuvent être appliqués à d'autres clés que celle équipant tua dispositif d'assemblage automatique, et peuvent s'appliquer plus 40 généralement à toutes clés du type à corps fermé. L'invention 69 43111 7 2028489 peut également trouver son application avec d'autres types d'organes téleseopiques mâle et femelle autres que clés à tubes et que vis à tête polygonale, par exemple l'alvéole 30, le contre-alvéole 35, et les surfaces obliques 36» peuvent être formés dans 5 une clé adaptée pour écrou à six pans. Enfin, parmi les avantages significatifs de la clé perfectionnée 15, il faut indiquer qu'elle est réalisable à un prix compétitif avec les clés standard. Un outil adéquat 45 permettant de former l'alvéole 30» le contre-alvéole 35» et les 10 surfaces obliques 36 dans la clé, -est présenté en fig.12 et comporte une extension de section hexagonale, à six arêtes coupantes transversales 46, et six arêtes coupantes longitudinales 47 , ainsi que des surfaces obliques 49 angulairement espacées entre deux arêtes coupantes 47» 15 Tout d'abord, la clé 15 est formée avec un:alvéole cylindrique 30 et un contre-alvéole 35 correspondant approximativement aux diamètres minimum et maximum. L'outil 45 est alors introduit dans l'alvéole de manière à ce que les arêtes coupantes 46 et 47 se comportent en alésoirs pour créer les parois 31 et 20 les arêtes 33* Avec un mouvement d'avancement continu de l'outil, les surfaces obliques 49 viennent en contact avec le métal du fond du contre-alvéole 35 pour créer les surfaces obliques 36. Ainsi se trouve réalisée, par une opération relativement simple, la clé à tube de l'invention.. 69 43111 à 2028489 REVENDICATIONS 1. Elément femelle adapté pour télescoper à glissement et pour tourner en conjonction avec un élément mâle de section polygonale, ledit élément femelle étant constitué d'un corps pourvu d'un alvéole de section polygonale correspondant à celle 5 de l'élément mâle, cet alvéole comportant une série de parois d'entraînement, un contre-alvéole constitué à l'extrémité dudit corps, et communiquant avec ledit alvéole, l'extrémité de l'une des arêtes limitant chaque paroi étant plus rapprochée de l1ouverture du contre-alvéole que l'extrémité de l'autre arête de 10 la paroi, pour constituer le fond du contre-alvéole qui se trouve formé d'une série de surfaces angulairement espacées, inclinées dans le même sens. 2. Elément femelle selon 1, adapté pour s'avancer en se télescopant avec un élément mâle de section polygonale, 15 comportant une série d'arêtes externes angulairement espacées, dans lequel ladite série de parois d'entraînement constituant ledit alvéole définit à l'intersection de deux parois, des arêtes internes angulairement espacées en nombre égal à celui des arêtes externes dudit élément mâle polygonal, et ledit contre-alvéole 20 de section généralement cylindrique, ayant un diamètre supérieur au diamètre maximum dudit élément mâle, pour permettre le télescopage dudit élément mâle dans ledit contre-alvéole pendant l'avancement dudit élément femelle, indépendamment des positions angulaires relatives dudit élément femelle par rapport audit élé- 25 ment mâle. 3. Elément femelle selon 2, dans lequel l'arête d'attaque de chaque paroi d'entraînement est de plus grande longueur axiale que l'arête de fuite de chaque paroi, de telle sorte que l'extrémité de l'arête d'attaque se trouve plus rapprochée 30 de l'ouverture du contre-alvéole que l'extrémité de l'arête de fuite. 4. Elément femelle selon 3 > dans lequel le fond dudit contre-alvéole est constitué dsun ensemble de surfaces dont chacune est un segment d'ellipse, cet ensemble formant une 35 série de dents réparties autour dudit alvéole, et chaque dent présentant une surface inclinée depuis l'arête d'attaque où elle est plus rapprochée de l'ouverture, vers l'arête de fuite où elle en est plus éloignée, ménageant un vide qui permet l'avancement 69 43111 9 2028489 continu en tournant, de l'élément femelle relativement à l'élément mâle, jusqu'à ce que l'arête d'attaque de la dent engage l'arête externe de l'élément mâle et l'entraîne axialement en conjonction avec l'arête interne définie par l'intersection de 5 deux parois d'entraînement dudit alvéole. 5. Elément femelle selon 4, dans lequel le diamètre dudit contre-alvéole est égal au diamètre maximal de l'alvéole, chaque arête interne de l'alvéole étant dans l'alignement d'une arête d'attaque de la dent du contre-alvéole. 10 6. Clé à tube constituée d'un élément femelle selon 1 à 5, utilisée avec un dispositif d'assemblage pour l'entraînement d'un élément mâle tel qu'une vis à tête polygonale, le dispositif d'assemblage comportant un organe d'entraînement de la clé, pour en déterminer simultanément la rotation et l'a-15 vancement en-vue d'entraîner la vis.