Brevet FR2138153A1 — publié le 19721229

7.2 18051 1 2138153 • T I La présente invention est relative à une clé motrice du ,type à'couple continu avec un moteur à air relié à l'axe d'entrai-nement par l'intermédiaire d'une transmission motrice qui comprend un embrayage dont un organe d'embrayage est susceptible rl'être for-5 cé de façon positive par un piston vers une position complètement débrayée dès que l'organe d'embrayage lui-même commence un mouvement de débrayage en réponse à l'élévation de la charge de couple (jusqu'à une valeur pré-déterminée. Jusqu'ici, dans ces outils, le piston forne normalement 10 un clapet qui, avec un siège, constitue une valve à travers laquelle passe l'écoulement d'air dans l'outil et il est solidaire axialement de l'organe d'embrayage mobile axialement. Le mouvement initial de l'organe d'embrayage en réponse à une élévation de la charge du couple force le clapet à restreindre le passage de l'air 15 et il en résulte une différence de pression de part et d'autre du clapet. Cette différence de pression ferme la valve et le clapet dégage l'embrayage en se déplaçant vers la position fermée. Le jeu dans la valve doit être très réduit et la restriction initiale est de ce fait très dépendante des tolérances d'usinage et de l'usure. 20 La saleté va également affecter cette restriction. La différence de pression engendrée est relativement petite et le changement entre le mouvement initial effectué par l'embrayage lui-même et le mouvement ultérieur effectué par le piston va être progressif. Le couple final va donc varier sensiblement et l'opérateur pourra 25 être soumis à des secousses désagréables et dangereuses par suite d'un retard dans le dégagement de l'embrayage. Un objet de l'invention est de proposer un outil du type à couple continu dans lequel l'embrayage se dégage plus vite, d'une manière plus sûre, et avec moins de répercussion sur le cou-30 pie final que dans les outils précédents de ce type. En même temps, dans un outil conforme à l'invention, les surfaces de glissement et d'étanchéité relatives au piston sont mieux protégées contre la saleté de l'air qui circule, par exemple la saleté sous forme de poussière provenant des palettes. Dans ion outil conforme à l'in-35 vention, l'organe mobile d'embrayage peut se déplacer indépendamment du piston de sorte qu'en cas de coincement du piston, ce dernier ne puisse pas empêcher le dégagement de l'embrayage, ce qui est important pour la sécurité de l'opérateur. L'invention sera décrite plus en détail en référence 40 aux dessins annexés dans lesquels la figure 1a est une coupe Ion- 72 18051 2 2138153 gitudinale de la partie arrière d'une clé motrice du type à couple continu conforme à l'invention. La figure 1b est une coupe longitudinale de la partie avant de cette clé motrice. La figure 2 est une vue fragmentaire aggrandie de la partie centrale de la figure 5 1ai.«w®cl'organe mobile d'embrayage en position engagée. La figure 3 est une vue correspondant à la figure 2 mais montrant l'organe d'embrayage dégagé. La figure 4 est une vue fragmentaire de la partie centrale de la figure 1a suivant 4-4 de la figure 5, l'organe d'embrayage étant en position dégagée. La figure 5 est une 10 coupe suivant 5-5 de la figure 1a. La figure 6 est une vue partielle correspondant à une partie de la figure 2 et montrant une variante de réalisation des détails associés à l'organe d'embrayage. La figure 7 est une coupe longitudinale fragmentaire d'une variante de curseur à écrou. 15 La clé motrice des figures 1 à 5 est désignée générale ment par 5 et elle comprend un logement 11 avec un moteur pneumatique à palettes glissantes 12 qui entraîne line transmission de couple comportant un arbre de sortie 13 du moteur, un organe d'embrayage menant 14, un organe d'embrayage mené 15, un arbre inter-20 médiaire 23» deux étages d'engrenages planétaires 16,17, un arbre avant 18, un engrenage angulaire 19,20 et un axe à outil 21 dépassant de l'extrémité avant du logement 11. L'axe à outil 21 possède un carré d'entrainement 22 sur lequel peut être monté un outil non-représenté, par exemple une douille à écrou. 25 De l'air comprimé est amené par un tuyau non-représenté s'adaptant à l'extrémité arrière du curseur à écrou 10. Le passage pour l'air moteur est constitué par un passage d'alimentation 25, une valve de commande 26 qui est sollicitée vers sa position fermée et peut être ouverte manuellement au moyen d'une gâchette 27, 30 l'entrée 28 du moteur 12, des orifices d'eùtrée non-représentés du moteur, le ou les passages d'évacuation 29 du moteur. 12, une chambre annulaire 24» un certain nombre de passages axiaux 30, un siège de valve annulaire 31, une chambre d'évacuation 32 et un ou plusieurs passages, d'évacuation convenables 33* 35 L'arbre de sortie 13 du moteur 12 entraine l'organe d'embrayage menant 14 par l'intermédiaire d'une liaison à clavette 34 et son extrémité avant se prolonge en rotation libre dans une bague 46 à l'intérieur de l'organe d'embrayage mené 15. L'organe d'embrayage menant 14 peut tourner mais est fixé axialement dans 40 le logement 11 au moyen d'un palier à billes 35 et il porte des 72 18051 3 2138153 brochete radiales 36. Chacune des "broches 36 porte un rouleau rotatif 37 qui coopère avec un profil de came annulaire et axial portant des cames ou des dents 38 à flancs obliques, ce profil de came faisant partie de l'organe d'embrayage mené 15- les broche* 5 36 et les rouleaux 37 sont maintenus en place au moyen d'un manchon 52 monté autour de l'organe d'embrayage 15. L'organe d'embrayage 15 est sollicité en butée contre les rouleaux 37 de l'organe d'embrayage 14 par 1.'intermédiaire d'un ressort réglable 42 agissant par le truchement d'un manchon intermédiaire 39 et d'un 10 palier à billes 41. Le manchon intermédiaire 39 est en butée contre la pertle externe 40 du palier à billes dont la portée interne est ~£jaeée axialement sur 1 ' organe d ' embrayage 15. Le ressort 42 est en butée sur une bague 43 supportée par un écrou de réglage 44 qui porte une denture engrenant avec un pignon de réglage 45. 15 Le pignon de réglage 45 est tourillonné rotatif dans la bague 43 et situé dans l'un des passages d'échappement 33 du logement 11 de sorte qu'il puisse être tourné depuis l'extérieur au moyen d'une clé convenable. Grâce à cette disposition, 1'écrou de réglage 44 peut être ajusté axialement d'une façon conventionnelle de 20 manière à ce que la compression et donc la pré-charge du ressort 42 puissent être modifiées. L'organe d'embrayage mené 15 est centré par l'arbre intermédiaire 23 et par la bague 46 qui entoure l'extrémité de l'arbre 13. L'organe d'embrayage 15 est en relation d'entrainement avec l'arbre intermédiaire 23 au moyen de billes 25 49 placées dans des rainures 47 et 48 ménagées respectivement dans l'organe d'entraînement et dans l'arbre intermédiaire 23» et ce dernier est un arbre menant pour l'étage d'engrenage planétaire 16. Un piston annulaire 53 définit avec le logement 11 une chambre de cylindre 50. Le piston possède une face annulaire de 30 piston 54» une portion annulaire se prolongeant vers l'arrière 56 qui forme étanchéité avec un alésage 55 du logement, et une portion annulaire se prolongeant vers l'avant et formant valve 57 qui coopère avec un siège annulaire 31 du logement 11. Dans une gorge de la portion-valve 57 se trouve une agrafe annulaire 58 35 montée pour servir de butée à un manchon annulaire coulissant 59. Un ressort 60 est entretoisé entre le manchon 59 et un épaulement 61 du piston annulaire 53* Dans la position engagée de l'embrayage 14,15, figure 2, 1»épaulement 61 se trouve à une certaine distance de la portée externe 40 du palier à billes 41 et le manchon 40 intermédiaire 39 bute à la fois contre la portée externe 40 et 3Le 72 18051 4 2138153 manchon annulaire 50 de sorte que ce dernier est maintenu à une certaine distance de l'agrafe annulaire 58. Grâce au ressort 60 la face de piston 54 du piston annulaire 53 est appuyée contre trois anneaux en o 62 et trois "boutons de caoutchouc 63, figures 5 5,6, qui sont fixés dans la paroi d'extrémité 51 de la chambre du cylindre 50. Les boutons de caoutchouc 63 jouent le rôle de ressorts. A partir d'un endroit convenable dans le passage d'écoulement d'air à travers l'outil 10 en aval de la valve de commande 26 et de préférence avant le moteur 12, un passage sous pression 64 10 mène à travers une chambre annulaire 65 et des orifices axiaux 66 jusqu'à l'intérieur des anneaux en 0 62 de sorte que le piston annulaire 53 est soumis à une force axiale par la pression d'air agissant sur les petites surfaces de la face de piston 54 qui se trouvent à l'intérieur des anneaux en 0 • Cette force axiale est' 15 normalement vaincue par le ressort 60 qui appuie la face de piston 54 de façon étanche contre les anneaux en 0 62. Avant d'utiliser la clé, l'opérateur règle le couple de débrayage de l'organe d'embrayage 15 en tournant le pignon de réglage 45 afin de régler la position axiale de 1'écrou de réglage 20 44, position qui définit la pré-charge du ressort 42. La clé est reliée à une source d'air sous pression et une douille à écrou est montée sur le carré d'entrainement 22. L'opérateur place la douille à écrou sur 1'écrou ou la vis à actionner. Lorsque la gâchette 27 est actionnée, de l'air comprimé s'écoule à travers le passage 25 d'alimentation 25, la valve de commande 26 et l'entrée 28 du moteur 12, fait tourner le moteur et s'échappe par les passages 29* 30, la chambre d'échappement 32 et les passages d'échappement 33. Simultanément, - le passage 64, la chambre annulaire 65 et les orifices 56 conduisant aux anneaux en 0 62 voisins de la face de pis-30 ton 64- sont mis sous pression. Sous l'action du ressort 60, le piston annulaire 53 reste dans la position qu'il occupe à la fi-r gure 2. Pendant l'opération de vissage, la résistance à la rotation est faible et le moteur 12 entraine rapidement 1'écrou en direction de la pièce traitée. Au fur et à mesure que la résistance 35 à la rotation augmente, ce qui fait augmenter le couple transmis à travers les organes d'embrayage 14,15» il se produit un mouvement relatif entre les organes d'embrayage 14,15 de sorte que les rouleaux menants 37 roulent en remontant le long des flancs de fuite des cames 38. Ce mouvement relatif provoque le début d'un déplace-40 ment vers la gauche de la figure 2 de l'organe d'embrayage mené 15 72 18051 5 2138153 et donc du palier à rouleaux 41. La portée externe 40 oblige le manchon intermédiaire 39 à se joindre à ce mouvement et le manchon intermédiaire 39 est suivi par le manchon annulaire 59 en butée avec le manchon intermédiaire grâce au ressort 60. 5 Lorsqu'au cours de ce mouvement axial de l'organe d'em brayage 15 le manchon annulaire 59 rencontre la butée 58 du piston 53, la force axiale vers la droite appliquée au piston 53 par le ressort 60 est équilibrée puisque le ressort est alors entretoisé entre deux butées sur le piston lui-même. 2n conséquence, les bou-10 .tons de caoutchouc 63 comprimés et la pression à 1'intérieur des anneaux en 0 62 soulèvent maintenant la face 54 du piston annulaire 53 en la séparant des anneaux en 0 62 de sorte que l'air comprimé provenant des orifices 66 se propage à travers la chambre cylindrique 50 et force le piston 53 à poursuivre très rapidement 15 son mouvement axial vers la gauche jusqu'à la position représentée à la figure 3. Si l'assemblage à vis est non-élastique de sorte que le couple de réaction s'établit très rapidement, le manchon annulaire 59 va heurter la butée 58 et ce choc va aider à faire démarrer le mouvement vers la gauche du piston 53. Au cours de la poursuite du mouvement du piston 53, son épaulement 61 va contacter la portée externe 40 du palier à billes 41 et donc déplacer axialement le palier à bille 41 et l'organe d'embrayage 15. Le mouvement s'achève lorsque la portion valve 57 du piston 53 entre en oaDntact avec le siège de valve 31 et interrompt l'écoule-25 ment d'air moteur à travers la clé de sorte que le moteur s'arrête. Les différents éléments sont alors dans la position représentée à la figure 3. Puisque la valve 57, 31 coupe l'air moteur consommé, il s'établit une contre-pression qui arrête le moteur. L'organe d'embrayage 15" est alors maintenu positivement en position déga-3° gée par le piston 53» La clé a maintenant fait tourner 1'écrou jusqu'au couple final qui dépend de la force du ressort 42, et la rotation du carré d'entraînement 22 a cessé puisque l'organe d'embrayage 15 est complètement dégagé de 1'organe d'embrayage 14. Le moteur 35 s'est arrêté. Lorsque l'opérateur relâche maintenant la gâchette 27, la valve de commande 26 est déplàcée jusqu'en position fermée par la pression dans la conduite 25 ou par un res. ort de rappel non-représenté, et la pression en aval de la valve de commande 26 est libérée par des fuitès dans le moteur 12. Simultanément, la 40 chambre cylindre 50 est libérée de la pression à travers le pas 72 18051 6 2138153 sage 64-, et au fur et à mesure que la pression d'air agissant sur la face de piston 54 diminue, le ressort 42 déplace le manchon intermédiaire 39 vers la droite de la figure 3 jusqu'à ce que l'organe d'embrayage 15 bute de nouveau contre les rouleaux 37 de 5 l'organe d'embrayage 14 comme représenté aux figures 1a et 2, c'est-à-dire jusqu'à ce que l'organe d'embrayage 15 soit'relié avec entrainement à l'organe d'embrayage 14. le ressort 60 appuie la face 54 du piston 53 contre les boutons de caoutchouc 63 et les anneaux en 0 62, et la clé est prête pour une autre opération 10 de vissage. Si le piston annulaire 53 se coince pour une raison quelconque au début de son mouvement de dégagement, l'organe d'embrayage mené 15 va continuer son mouvement axial de dégagement indépendant du piston 53 jusqu'à ce que les rouleaux 37 de l'organe 15 d'embrayage 14 aient franchi les sommets des cames 38 de l'organe d'embrayage mené 15 et les organes d'embrayage 14,15 vont coamen-' cer à agir comme un embrayage à cliquet. L'opérateur sera donc protégé contre le couple de réaction dangereux qui aurait pu apparaître si le piston annulaire 53 avait été fixé axialement à 20 l'organe d'embrayage mené 15. Il n'est pas indispensable que le moteur s'arrête lorsque l'embrayage 14,15 est dégagé, et on peut prévoir dans la face d'extrémité de la portion valve 57 du piston 53 des creux 68 indiqués sehématiquement en pointillés à la figure 1a, pour permet-25 tre à tout ou partie de l'écoulement de traverser le siège 31 de manière à ce que la rotation du moteur se poursuive jusqu'à ce que la gâchette 27 soit relâchée. Dans la variante de disposition représentée à la figure 6, la portée externe 40 du palier à billes est chargée par le res-30 sort 42 à travers un manchon intermédiaire 69 qui porte une bille 70 chargée par un ressort radial 71. Pendant le prelier mouvement axial de l'organe d'embrayage 15 provoqué par le couple qui existe entre les cames 38 et les rouleaux 37, la bille 70 bute contre l'agrafe annulaire 58 et force le piston 53 vers la gauche de la 35 figure, de sorts que la chambre de cylindre 50 est mise sous pression de la façon décrite précédemment. Les boutons de caoutchouc 63 représentés à la figure 5 peuvent être omis. Si le piston annulaire 53 se coïnce dans la chambre de cylindre 52, la bille 70 va franchir l'agrafe annulaire 58 et l'embrayage 14,15 commence à 40 fonctionner à rochet de la même façon que décrit précédemment. 72 18051 7 2138153 Dans la dé motrice représentée à la figure 7, les éléments associés aux organes d'embrayage 14,15 sont les mêmes qu'aux figures 1 à 5. Cependant, le piston annulaire 53 ne sert pas de valve et le moteur 12 est muni d'orifices d'échappement 74 condui-5 sant directement à l'atmosphère ou à un pot d'échappement non-représenté. Ainsi, l'écoulement d'air à travers la clé ne se fait pas à travers le siège annulaire 31 et le piston annulaire 53 est muni de boutons axiaux 73 qui sont forcés contre le siège annulaire 31 lorsque la chambre de cylindre 50 est mise sous pression. A 10 partir de la chambre de cylindre 50, un passage 75 mène à une chambre de cylindre 76 dans le logement 11. Un piston 77 est susceptible de coulisser dans la chambre de cylindre 76 et se prolonge par une tige de piston 78 dans le passage d'entrée 28. Un ressort hélicoïdale 79 sollicite le piston 77 vers l'extérieur 15 contre un couvercle 80 du cylindre 76. lorsque le cylindre 76 est mis sous pression par le passage 75, le piston 77 comprime le ressort 79 et la tige de piston 78 est forcée dans l'entrée 28 pour couper l'alimentation en flux du moteur 12. Le moteur 12 va donc s'arrêter aussitôl^ue le piston annulaire 53 s'éloigne.de son 20 siège et la chambre de cylindre 50 et donc le passage 75 sont mis sous pression. Le mouvement du piston 53 est provoqué par l'organe d'embrayage 15 comme il a été décrit en référence aux figures 1 à 5. 72 18051 8 2138153 REVENDICATIOHS 1 - Clé motrice du type à couple continu compoiiant un moteur à air (12) relié à un axe d1entrainement (21) par l'intermédiaire d'une transmission motrice (14-17) qui comprend un embrayage (14,15) dont l'un des organes (15) est mobile axialement 5 entre une position engagée et une position dégagée et sollicité vers sa position engagée, ledit embrayage (14,15) étant susceptible d'engendrer sur ledit organe d'embrayage (15) une force de dégagement en réponse au couple transrais, et un piston (53) muni de moyens (61) qui coopèrent axialement avec des moyens (40) si-10 tui's sur ledit organe d'embrayage (15) et ledit piston (53) étant susceptible de coulisser dans un cylindre pour y définir une chambre de cylindre (50), caractérisée en ce qu'un passage sous pression (64,66; 75) se termine dans ledit cylindre et en ce que ledit piston (53) est susceptible de déplacer positivement ledit 15 organe d'embrayage (15) jusqu'à sa position dégagée lorsque ladite chambre de cylindre (50) est raiss sous pression, ledit piston (53) étant susceptible d'isoler ledit passage sous pression (64, 66; 75) de la chambre de cylindre (50) lorsque ledit organe d'embrayage (15) est dans sa position engagée,mais étant susceptible d'ouvrir 20 ledit passage sous pression (64, 36; 75) sur ladite chambre de cylindre (50) lorsque l'organe d'embrayage (15) quitte sa position engagée en réponse à l'élévation de la charge de couple jusqu'à une valeur pré-déterminée. 2 - Clé motrice suivant la revendication 1 caractérisée 25 en ce que l'air moteur du moteur (12) est amené à travers un passage (24-31) qui comporte une valve d'obturation (57,31), ladite valve d'obturation comprenant un clapet (57) associé audit piston (53) et coopérant avec un siège (31). 3 - Clé motrice suivant la revendication 2 caractérisée 30 en ce que ledit clapet (57) est annulaire et fait partie intégrante du piston (53). 4 - Clé motrice suivant l'une des revendications 2 et 3 caractérisée en ce que la valve d'obturation (57, 31) est susceptible de commander l'air moteur consommé en aval du moteur (12). 35 5 - Clé motrice suivant la revendication 4 caractérisée en ce que le piston est annulaire et interposé radialement entre ledit organe d'embrayage (15) et tin certain nombre de passages (30) conduisant de la sortie (29) du moteur à ladite valve d'obturation (57, 31). 40 72 18051 9 2138153 6 - Clé motrice suivant l'une des revendications 1 à 5 caractérisée en ce que la portée interne d'un palier à billes (41) est fixée axialement sur ledit organe d'embrayage (15) et la portée externe (40) de ce palier à billes est chargée axialement par un 5 ressort (42) qui sollicite l'organe d'embrayage (15) vers sa position engagée, le piston (53) étant susceptible de coopérer axialement avec ladite portée externe (40) pour forcer l'organe d'embrayage (15) dans sa position dégagée. 7 - Clé motrice suivant la revendication 6 caractérisée 10 en ce que ledit organe d'embrayage (15) est moMe axialement dans sa position dégagée sous l'effet des forces de dégagement engendrées par l'embrayage (14, .15) lui-même indépendamment de la position du piston (53). 8 - Clé motrice suivant l'une des revendications 1 à 7 15 caractérisée.en ce qu'au moins un siège de valve sous pression (62) est ménagé dans la paroi d'extrémité (51) de ladite chambre de cylindre ("50),lèdit piston (53) étant susceptible de venir en butée et d'obturer ledit siège de valve (62) lorsque ledit organe d'embrayage (15) est dans sa position engagée. 20 9 - Clé motrice suivant l'une des revendications 6 et 8 caractérisée en ce qu'un ressort (60) est entretoisé entre un organe de butée (59) supporté axialement avec coulissecent relatif par un organe (39) fixé axialement à ladite portée externe (40), et une butée (61) située sur le piston (53) afin de forcer le pis-25 ton (53) contre ledit siège (62) lorsque l'organe d'embrayage (15) est dans sa position engagée, ledit organe de butée (59) étant susceptible de coopérer avec un organe de butée (58) situé sur ledit piston (53) de manière à se trouver supporté axialement par ledit piston (53) lorsque l'organe d'embrayage quitte sa position 30 engagée en réponse à l'élévation de la charge de couple jusqu'à une valeur pré-déterminée. 10 - Clé motrice suivant la revendication 9 caractérisée en ce que des organes élastiques sont disposés entre le piston (53) et la paroi d'extrémité (51) de la chambre de cylindre 35 (50) de façon à soulever de son siège la piston (53) lorsque ledit organe de butée (59) atteint ledit organe de butée (58).