Brevet FR2267857A1 — publié le 19751114

L'invention concerne un mécanisme de serrage à relâchement rapide et a pour objet d'en réaliser un perfectionnement. Selon un aspect de l'invention on réalise un mécanisme de serrage à relâchement rapide comprenant un arbre dans lequel une tension ou une compression doit être produite pour obtenir une action de serrage, des moyens d'encliquetage pour verrouiller axialement ledit arbre, et des moyens de serrage associés audit arbre pour produire la tension ou la compression dans ledit arbre,mécanisme dans lequel les moyens d'encliquetage comprennent un organe de contact en forme de coin agissant contre l'arbre, ledit arbre étant susceptible d'être retiré de son contact avec ledit organe de contact par un mouvement limité en rotation dudit arbre par rapport audit organe.Les organes de serrage sont de préférence des moyens de serrage à filetage de vis, et lesdits moyens de serrage à filetage de vis sont de préférence reliés à un dispositif d'embrayage par lequel le mouvement limité en rotation, de l'arbre, nécessaire pour retirer l'arbre de son contact avec l'organe de contact en forme de coin s'effectue automatiquement lors du relâchement du moyen de serrage à filetage de vis. L'organe de contact en forme de coin est de préférence un organe denté qui agit contre une crémaillère dentée formée le long de l'arbre sur une partie de sa surface périphérique et le mouvement limité en rotation de l'arbre nécessaire pour retirer l'arbre de son contact avec l'organe de contact en forme de coin est de préférence permis par l'étendue du déplacement d'un organe de butée s'étendant radialement à l'arbre et travaillant dans une fente. Selon un autre aspect de l'invention, on'réalise un étau à relâchement rapide comprenant une paire de mors et des moyens de serrage à relâchement rapide comprenant un arbre sur lequel un mors mobile est coulissable vers ou à l'écart d'un mors fixe, des moyens d'encliquetage pour verrouiller ledit arbre axialement au mors fixe dans l'une quelconque de plusieurs positions, lesdits moyens d'encliquetage comprenant un organe de contact en forme de coin agissant contre l'arbre et ledit arbre étant retiré de son contact avec ledit organe de contact en forme de coin par le mouvement limité en rotation dudit arbre par rapport audit organe, et des moyens de serrage associés audit arbre pour produire une tension à l'intérieur de celui-ci pour obtenir une action de serrage entre la paire de mors.Les moyens de serrage associés avec l'arbre, pour produire une tension dans ledit arbre pour obtenir une action de serrage entre les deux mors, sont de préférence des moyens de serrage a filetage de vis, et lesdits moyens de serrage à filetage de vis sont de préférence reliés à un dispositif d'embrayage par lequel le mouvement limité en rotation de l'arbre nécessaire pour retirer l'arbre de son contact avec l'organe de contact en forme de coin s'effectue automatiquement lors du relâchement des moyens de serrage à filetage de vis.L'organe de contact en forme de coin est de préférence un organe denté qui agit contre une crémaillère dentée formée le long de l'arbre sur une partie de sa surface périphérique et le mouvement limité en rotation de l'arbre nécessaire pour retirer l'arbre de son contact avec l'organe de contact en forme de coin est de préférence permis par l'étendue de déplacement d'un organe de butée s'étendant radialement à l'arbre et travaillant dans une fente de l'un des mors. Dans le but de mieux faire comprendre l'invention et de la mettre facilement en oeuvre, on va maintenant à titre d'exemple la décrire en se référant au dessin annexé dans lequel La figure 1 est une vue en perspective d'un étau de menuisier mettant l'invention en oeuvre, la figure 2 est une vue de celui-ci dans un plan contenant une paire d'arbres qui constituent une partie de l'étau, la figure 3 est une vue frontale, certaines parties ayant été enlevées, la figure 4 est une partie fragmentaire selon 4-4 de la figure 2, la figure 5 est une vue en perspective d'une partie composante de l'étau auquel on se réfère dans le cas présent,à une échelle quelque peu agrandie, la figure 6 est une autre vue fragmentaire agrandie, la figure 7 est un diagramme de forces auquel on se réfère dans le cas présent, la figure 8 est une vue en coupe similaire à la figure 2 du dessin représentant une' variante, et la figure 9 est une vue d'une de ses parties composantes. En se référant maintenant aux figures 1 à 7 du dessin on voit un étau de menuisier comprenant une paire de mors 10 et 12 reliées l'un à l'autre par une paire d'arbres 14 et 16. Le mors 12 tel que représenté est muni d'un rebord 18 d'un seul tenant et d'une paire de trous 20 à travers lesquels des vis (non représentées) peuvent passer pour fixer le mors à un établi, ou une autre structure fixe, auquel l'étau doit être assujetti. On se référera donc au mors 12 comme le mors fixe et au mors 10 comme le mors mobile, Le mors fixe possède une paire de simples trous cylindriques 22 et 24 à travers lesquels les arbres 14 et 16 s'étendent de façon coulissable.Le mors mobile, d'autre part, possède un contretrou 26 dans lequel I'extrémité frontale de l'arbre 16 s'adapte, étant maintenue à l'intérieur au moyen d'une vis 28 et d'un trou 30 à travers lequel passe l'arbre 14, Une extrémité avant de l'arbre 14 possède un filetage de vis et prend contact avec une partie filetée intérieurement d'un écrou de serrage 32 qui, comme on peut le voir le mieux dans la figure 2, possède une partie en forme de manchon creux, des trous transversaux alignés 34, à travers lesquels une broche 36 s'étend pour serrer l'étau.Un capuchon d'extrémité 37 escamote l'extrémité de la partie de manchon de I'écrou. Une partie de diamètre réduit 38 de l'écrou de serrage s'étend à travers un trou 40 dans une plaque de pression 42 qui est placée dans un renfoncement de la surface frontale du mors mobile tet la vis 28 qui maintient l'arbre 16 dans le contre-trou 26 du mors mobile s'étend à travers ladite plaque de pression). L'écrou de serrage est retenu en contact avec la plaque de pression comme représenté dans la figure 2, au moyen d'un clip élastique 44 en contact avec une rainure dans sa partie de diamètre réduit 38. Des moyens d'encliquetage sont réalisés pour verrouiller llar- bre 14 contre un mouvement axial par rapport au mors fixe, c'està-dire pour verrouiller l'arbre dans ledit mors avec les deux mors à un écartement nominal choisi. Ledit moyen a sencliquetage comprend un organe de contact 46 en forme de coin monté coulissant dans un trou cylindrique 48 du mors fixe 12,ledit trou étant incliné à un angle de l'ordre de 300 par rapport à l'axe de l'arbre. L'organe de contact en forme de coin 46 est muni, comme représenté dans la figure 5, de dentelures transversales 50 qui peuvent engrener avec des dentelures complémentaires 52 formées sur un côté de l'arbre 14. Les dentelures ont des flancs inclinés à environ 450 par rapport à l'axe longItudinal de l'arbre, comme représenté en coupe agrandie dans la figure 6. Un ressort de compression à boudin 54 est prévu en dessous de l'organe 46 pour le pousser en contact avec l'arbre 14, et des moyens sont prévus pour empêcher l'échappe- ment de l'organe si l'arbre 14 devait être retiré de son trou 22, lesdits moyens étant constitués par un axe 56 qui s'étend à travers un trou transversal dans le mors fixe et coupe le trou 48. Une fente 58 réalisée dans l'organe 46 en forme de coin lui permet une petite quantité de déplacement à l'intérieur de son trou et le retient en la disposition correcte, c'est-à-dire avec les, dentelures 50 se présentant le plus en haut. L'agencement est tel que lorsque la tension est appliquée à l'arbre 14, comme par exemple lorsque l'écrou de serrage est serré pour maintenir une pièce de travail entre les mors, en dépit de l'inclinaison positive des deux flancs de chaque dentelures (c'est-à-dire en dépit du fait qu'aucun des flancs de chaque dentelure n'est découpé),l'organe 46 a tendance à être forcé en contact des dentelures de l'arbre 14. Ceci survient du fait que le trou cylindrique 48, dans lequel l'organe 46 est guidé pour un déplacement vers ou à l'écart de l'arbre, est incliné par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe dudit arbre.En se réf é- rant à la figure 7, le triangle des forces pour l'agencement qui vient d'être décrit est constitué par la ligne a représentant la ligne de poussée entre l'arbre et l'organe 46 (agissant dans une direction perpendiculaire aux surfaces coopérantes de leurs dentelures), la ligne b représentant la réaction de la paroi opposée du trou cylindrique 48 de la composante de force a agissant perpendiculairement à elle, et la ligne c représgnant la réaction de l'arbre 14 à la composante de force a qui agit axialement au trou 48 (en supposant naturellement que la résistance au frottement lors du coulissement de l'organe 46 en forme de coin dans ledit trou est négligeable).On comprendra que l'importance de la force c amenant l'organe de contact 46 à être forcé en contact avec les dentelures de l'arbre 14 est fonction de l'angle d'inclinaison du trou cylindrique 48 et de l'angle des dentelures. Un avantage secondaire du trou cylindrique 48 incliné par rapport à un plan perpendiculaireà,l'axe de l'arbre 14 réside dans le fait qu'un nombre plus grand de dentelures peuvent être formées sur l'organe de contact en forme de coin 46 que sur un organe de même diamètre qui serait disposé perpendiculairement audit arbre. Des moyens sont prévus par lesquels, lorsqu'un relâchement rapide ou un réglage rapide du mors mobile par rapport au mors fixe est nécessaire, l'organe 46 peut être enlevé du contact d'avec les dentelures de l'arbre 14 pour permettre un déplacement coulissant sans gêne dudit arbre à travers le mors fixe. Lesdits moyens sont constitues par un simple dispositif d'embrayage 60, associé à l'écrou de serrage 32, par le moyen duquel un mouvement limité en rotation peut être imparti audit arbre ce par quoi une portion lisse de l'arbre est amenée en contact avec l'organe 46 de contact en forme de coin.Ce mouvement limité en rotation nécessaire pour retirer du contact les dentelures de l'arbre d'avec l'organe 46 de contact en forme de coin est permis par l'étendue de déplacement d'un organe de butée constitué par un ergot 62 s'étendant radialement par rapport audit arbre, travaillant dans une fente 64 dans le mors mobile. (Cette étendue de mouvement peut être la mieux constatée dans la figure 3 qui est une vue frontale du mors mobile apres l'enlèvement de l'arbre 14 de l'écrou de serrage 32 et de la plaque de pression 42. I1 peut être relativement petit du fait que les dentelures sont assez peu profondes). La limite du mouvement de ladite butée dans le sens inverse empêche une rotation ultérieure de l'arbre au-delà de celle nécessaire pour ramener les dentelures de 11 arbre en contact avec les dentelures de l'organe de contact en forme de coin. Le dispositif d'embrayage 60 comprend un ressort de compression à boudin 66 situé à l'intérieur d'une partie de manchon creux de l'écrou de serrage et agit sur un joint 68 qui est maintenu par un ergot 70 s1 étendant à travers un trou formé dans l'arbre à proximité de son extrémité libre. L'agencement est tel que si l'écrou de serrage est dévissé (c'est-à-dire tourné en sens antihoraire) par rapport à l'arbre 14, le ressort est rapidement comprimé et, lorsqu'il est dans son état complètement comprimé, il limite une rotation relative ultérieur.A ce moment (si ce n'est avant, c'est-à-dire par frottement entre les filetages de vis aussitôt que la tension a été relâchée de l'arbre 14), un dévissage ultérieur de l'écrou de serrage fait tourner l'arbre à travers l'étendue de mouvement permise par l'ergot 62 travaillant dans la fente 64'de sorte que les moyens d'encliquetage verrouillant l'arbre dans le mors fixe sont relâchés. Le mors mobile peut ainsi être glissé librement à l'écart du mors fixe. De façon similaire, après qu'une pièce de travail ait été retirée de l'étau lorsque la pression de serrage est relâchée, le mors mobile peut être déplacé librement vers le mors fixe et on comprend qu'il n'est pas nécessaire- que les moyens d'encliquetage soient relâchés avant que ce mouvement ne soit effectué; la force du ressort 54 agissant derrière l'organe 46 de contact en forme de coin peut être facilement surmontée pour autoriser une action de crémaillère lorsque le mors mobile se déplace vers le mors fixe. En fait, grâce à l'angle de 45" de l'inclinaison positive des flancs de dentelure (c'est-à-dire qu'ils ne sont pas perpendiculaires à l'axe de l'arbre ou découpés)une action de crémaillère très douce se produit. Lorsque les moyens d'encliquetage ont été relâchés et que l'on désire maintenir une autre pièce de travail dans l'étau, le mors mobile est glissé vers le mors fixe jusqu'à ce qu'un glissement ultérieur soit empêché par l'épaisseur de la pièce de travail. L'écrou de serrage est ensuite tourné en sens horaire de sorte qu'initialement les moyens d'encliquetage sont remis en contact (c'est-à-dire que l'arbre 14 tourne en sens horaire à travers l'étendue de déplacement permise par l'ergot 62 travaillant dans la fente 64 pour remettre en contact les dentelures de l'arbre 14 et de l'organe de contact 46 en forme de coin) et la rotation ultérieure de l'écrou de serrage le déplace lui-même sur la partie à filetage de vis de l'arbre pour appliquer une pression de serrage au mors mobile. Ainsi on réalise un étau à relâchement rapide qui s'est révélé d'une utilisation très avantageuse. On a trouvé que du fait que l'arbre 14 est lisse, à l'exception des dentelures 52, une action de glissement très doux en découle lorsqu'on règle à nouveau l'intervalle entre les deux mors, contrairement à ce qui se produit lorsqu'on règle à nouveau l'intervalle d'un étau à relâchement rapide conventionnel comprenant un mécanisme à vis et "demi-écrou En se référant maintenant à la figure 8, on a représenté en étau de menuisier tel que décrit ci-dessus sauf que dans ce cas un dispositif d'embrayage simple 60 est constitué par un clip élastique 72 (voir la figure 9) placé à l'intérieur de la partie de manchon creuse de l'écrou de serrage. Le clip élastique comprend une partie interne 74 de forme partiellement circulaire dont les extrémités opposées sont retournées sur elles-même pour former des doigts élastiques 76 définissant une partie d'un autre cercle de diamètre un peu plus grand. La partie interne 74 est serrée entre une paire de joints renflés 78 et 80 a l'extrémité frontale de 82 l'arbre 14 par une vis à tête noyée/et l'agencement est tel que les doigts élastiques portent contre la surface interne de la par tie de manchon creuse de l'écrou de serrage pour fournir la résistance de frottement requise à la rotation entre l'écrou et l'arbre. En conséquence, on comprend que l'étau peut être actionné exactement de la même manière que l'étau précédemment décrit. C'est-à-dire que lorsque l1écrou de serrage est dévissé le clip élastique bute rapidement contre le joint 78 qui limite une rotation relative ultérieure entre lterou et l'arbre. Les moyens d'encliquetage sont ensuite automatiquement relâchés. De même, la résistance de frottement fournie par le clip élastique 72 assure que lorsque l'étau est resserré les moyens d'encliquetage sont automatiquement remis en contact avant'que le mouvement rotatif relatif n'ait lieu entre l'écrou et l'arbre. Diverses autres modifications peuvent être faites sans sortir du cadre de l'invention. Par exemple l'ergot 62 s'étendant radialement à l'arbre 14 pourrait travailler dans une fente arquée du mors fixe au lieu de le faire dans le mors mobile. De plus, au lieu d'être déplacé automatiquement en résultat de la rotation en sens horaire ou anti-horaire des'écrou de serrage, l'arbre 14 pourrait avoir un mouvement rotatif limité donné par d'autres moyens, par exemple l'ergot 62 pourrait s'étendre à travers la paroi du mors mobile (ou le cas échéant du mors fixe) de façon à permettre un réglage manuel. L'écrou de serrage n'a pas nécessairement besoin d'être associé à un simple embrayage selon les constructions représentées, c'est-à-dire comprenant un ressort ou un clip élastique.Par exemple il pourrait être remplacé par un écrou possèdant une certaine résistance à la rotation sur la partie vissée de l'arbre 14, par exemple par la résistance de frottement d'une partie en plastique synthétique (tel que dans un écrou connu sous la marque de "Nyloc"). L'étau pourrait avoir deux ou plusieurs arbres lisses 16 ou pourrait naturellement être muni de moyens de glissement tout-à-fait différents. A ce sujet on doit mentionner que l'invention n'est pas seulement applicable aux étaux de menuisiers mais aux étaux en général et à de nombreux autres appareils de serrage comportant un mécanisme à relâchement rapide. On doit également mentionner que dans certains types d'appareils, il peut être nécessaire d'utiliser deux ou plusieurs organes de contact en forme de coin en fonction de la charge que le mécanisme doit être capable de supporter.Dans ce cas ils seront de préférence mais non nécessairement placés dans un plan commun et régulièrement espacés autour de l'axe de l'arbre, ce dernier possédant deux ou plusieurs rangées de dentelures selon le besoin. REVENDICATIONS 1. Mécanisme de serrage à relâchement rapide,caractérisé par le fait qu'il comprend un arbre dans lequel une tension ou une compression doit être produite pour obtenir une action de serrage, des moyens d'encliquetage pour verrouiller ledit arbre axialement, et des moyens de serrage associés avec ledit arbre pour produire la tension ou la compression dans ledit arbre, dans lesquels des moyens d'encliquetage comprennent un organe de contact en forme de' coin agissant contre l'arbre, ledit arbre étant susceptible d'être retiré de son contact-avec ledit organe de contact en forme de coin par le mouvement limité en rotation dudit arbre par rapport audit organe. 2. Mécanisme de serrage à relâchement rapide selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits moyens de serrage sont des moyens de serrage à filetage de vis. 3. Mécanisme de serrage à relâchement rapide selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les moyens de serrage à filetage de vis sont connectés à un dispositif d'embrayage par lequel le mouvement limité en rotation de l'arbre nécessaire pour retirer l'arbre de son contact avec l'organe de contact en forme de coin s'effectue automatiquement lors du relâchement des moyens de serrage à filetage de vis. 4. Mécanisme de serrage à relâchement rapide selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'organe de contact en forme de coin est un organe denté qui agit contre une crémaillère dentée fornée le long de l'arbre sur une partie de sa surface périphérique. 5. Mécanisme de serrage à relâchement rapide selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le mouvement limité en rotation de l'arbre, nécessaire pour retirer ledit arbre de son contact avec l'organe de contact en forme de coin, est permis par l'étendue de déplacement d'un organe de butée, s'étendant radialement à l'arbre et travaillant dans une fente. 6. Etau à relâchement rapide, caractérisé par le fait qu'il comprend un mors fixe et un mors mobile, des moyens de serrage à relâchement rapide comprenant un arbre le long duquel le mors mobile est coulissable vers ou à l'écart du mors fixe, des moyens d'encliquetage pour verrouiller ledit arbre axialement par rapport au mors fixe, dans l'une quelconque de plusieurs positions, lesdits moyens d'encliquetage comprenant un organe de contact en forme de coin agissant contre l'arbre, ledit arbre étant susceptible d'etre retiré de son contact avec ledit organe de contact en forme de coin par le mouvement limité en rotation dudit arbre par rapport audit organe, et des moyens de serrage associés avec ledit arbre pour produire une tension dans celui-ci pour obtenir une action de serrage entre les deux mors. 7. Etau à relâchement rapide selon la revendication 6, caractérisé par le fait que les moyens associés avec l'arbre pour produire une tension dans ledit arbre pour obtenir une action de serrage entre les deux mors sont des moyens de serrage à filetage de vis. 8. Etau à relâchement rapide selon la revendication 7, carac térisé par le fait que les moyens de serrage à filetage de vis sont connectés à-un dispositif d'embrayage par lequel le mouvement limi te en rotation de l'arbre nécessaire pour retirer l'arbre de son contact avec l'organe de contact en forme de coin s'effectue automatiquement lors du relâchement des moyens de serrage à filetage de vis. 9. Etau à relâchement rapide selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé par le fait que l'organe de contact en forme de coin est un organe denté qui agit contre une crémaillere dentée formée le' long de l'arbre sur une partie de sa surface périphérique. 10. Etau à relâchement rapide, selon l'une quelconque des revendications 6 à9, caractérisé par le fait que le mouvement limité en rotation de l'arbre nécessaire pour retirer l'arbre de son contact avec l'organe de contact en forme de coin est permis par l'étendue du déplacement d'un organe de butée s'étendant radialement à l'arbre et travaillant dans une fente de l'un des mors.