Brevet FR2473390A1 — publié le 19810717

L'invention concerne un appareil ou tête d'entraînement en rotation pour goujons filetés ou éléments analogues, comprenant un corps creux qui est essentiellement à symétrie de révolution et présente des surfaces formant des rampes réparties sur le pourtour intérieur et agissant dans le sens radial, des éléments roulants roulant sur ces surfaces et montés mobiles radialement et en rota- tion dans une cage coaxiale au corps, la cage possédant un alésage coaxial d'un diamètre nominal déterminé pour la réception d'un goujon correspondant et la cage étant composée d'une partie annu- laire et de plusieurs dents formées par des prolongements axiaux de cette partie annulaire, entre lesquelles sont montés les éléments roulants, ainsi que des surfaces de friction qui font saillie dans l'alésage de la cage, sont déplaçables élastiquement en direction radiale et servent à l'adhérence de la cage au goujon. Une telle tête d'entraînement, constituant un outil, est connue par le brevet britannique 907 873 par exemple. A l'usage, ces outils posent le problème qu'ils sont chacun prévus pour un diamètre nominal déterminé et qu'ils s'échelonnent de façon pré- déterminée pour couvrir une gamme donnée de diamètres de goujons. Comme la tête d'entraînement n'agit qu'après une rotation du corps avec ses rampes par rapport à la cage avec ses éléments roulants, devant être immobilisés par rapport au goujon au début de la rotation pour que les rampes pressent les éléments roulants contre le goujon, si le diamètre du goujon présente un écart, le fonction- nement convenable de la tête d'entraînement n'est pas toujours assuré. De plus, ces têtes d'entraînement s'utilisent le plus sou- vent sur des goujons filetés dont une partie porte un filet roulé et dont la partie non filetée qui s'y raccorde possède un diamètre nettement plus petit. Si la tête doit être accouplée à la partie non filetée après le passage de la cage et des élCments roulants par-dessus la partie filetée, il faut que la tête soit prévue pour le diamètre extérieur de la partie filetée. L'immobilisation des éléments roulants et de la cage par rapport à la partie non filetée et leur entraînement consécutif sont alors plus problématiques encore. Pour résoudre ce problème, il est connu, par le brevet cité ci-dessus, de ménager des trc.us radiaux dans la cage métallique rigide en tre les t]. ements roulants en de placer une bille es un ressort de pression dans chaque trou. Les billes font saillie dans l'alé- sage de la cage et y forment des surfaces de friction ou d'adhérence, par lisquelles les billes la cage et les éléments roulants doivent :e rim'nrbilisés par rapport au goujon au début de la rotation., Sans parler du fait que cela n'est pas toujours possible de façon sûre dans le cas d'un goujon lisse, pouvant en plus Ctre graissé, la disposition des billes et des ressorts dans la cage est difficile parce que l'épaisseur de paroi de cage disponible est faible. En outrae, la pratique a montré que les billes se bloquent dans la cage après un temps d'utilisation court en raison de l'inévitable encras- sement, de sorte que l'adhérence des billes au goujon est de nouveau supprimée. Comme la tête connue ne peut être nettoyée qu'après dé- montage, ce qui demande du temps, elle restegénéralement encrassée et se comporte donc comme si elle n'avait pas de surfaces de fric- tion. L'invention vise à perfectionner une tête d'entraînement du type indiqué au début de manière qu'elle puisse être utilisée sur des goujons filetés dont le diamètre présente des écarts consi- dérables par rapport à un diamètre nominal et qui fonctionne éga- lement de façon fiable lorsqu'elle présenite un encrassement normal au bout d'une durée d'emploi relativement longue. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, la cage est élastique en soi et les extrémités opposées à la partie annulaire des dents font saillie dans l'alésage de ia cage. Donc, selon l'invention, ce sont les dents elles-mêmes qui font saillie, de préférence légèrement, dans l'alésage de dia- mètre nominal de la cage, de sorte qu'elles s'appliquent élastique- ment contre le goujon lorsque la tête d'entraînement est emboîtée sur lui. Les éléments roulants peuvent s'écarter initialement dans les échancrures formées par les surfaces à rampes du corps; autre- ment, le contact initial, devant assurer l'immobilisation de la cage et des éléments roulants par rapport au goujon pendant le début de la rotation, n'est pas assuré par les éléments roulants mais par la cage elle-même ou, plus précisément, par ses prolongements formant les dents. La cage étant retenue par friction sur le goujon, la moindre rotation du corps, ou la moindre rotation du goujon ou d'un élément analogue par rapport au corps, provoque le pressage des éléments tournants contre le goujon par les rampes. Dès ce moment, à condition d'appliquer le couple nécessaire et suivant le sens de rotation, le goujon peut être serré ou desserré, par exemple. Cet effet ne peut pas être supprimé par un encrassement normal parce qu'il n'y a pas de pièces difficilement accessibles à l'intérieur des dents. Un usinage compliqué de la cage n'est pas davantage néces- saire. Des particules de matières étrangères pouvant se déposer éven- tuellement entre les autres parties de la tête d'entraînement peuvent être chassées facilement par rinçage avec un solvant et/ou par souf- flage. Les dents de la cage agissent par ailleurs à la façon de racleurs empêchant dans une large mesure la pénétration de crasse à l'intérieur de la tête. La constitution élastique de la cage résulte avantageusement de sa fabrication en une matière thermoplastique élastique, de préfé- rence en un polyamide. Les matières que l'on peut actuellement uti- liser pour cette application ont pour la plupart une excellente tenue à l'usure et permettent des fabrications en série par un procédé économique, moulage par injection par exemple, et un bon respect des formes. La partie annulaire de la cage est en elle-même déjà un corps élastique, auquel se raccordent les dents à la façon de bras de leviers; les dents sont cependant également élastiques en elles- mêmes. Par une telle réalisation de la cage, on obtient une caracté- ristique élastique très plate pour ce qui concerne les extrémités des dents attaquant le goujon, de sorte que des écarts de diamètre relativement grands du goujon fileté sont également acceptables. Les dents, au moins leurs faces dirigées vers l'alésage de la cage, sont légèrement inclinées en direction de l'axe de la tête d'entraînement lorsqu'elles sont à l'état libre; à cet égard, il suffit déjà d'une inclinaison de quelques degrés d'angle. En cas d'utilisation d'une matière plastique qui se laisse mouler par injection et de rouleaux cylindriques comme éléments rou- lants, on obtient une construction particulièrement avantageuse de la cage lorsque les dents sont délimitées, du côté des éléments roulants,par des surfaces cylindriques qui entourent partiellement les éléments roulants. Bien quie cela soit également possible avec une exécution de la cage en mnétal, il faut dans le dernier cas des usinages coateux avec enlèvement de copeaux, en ménageant, en raison de la rigidité de la cage, un jeu suffisant par rapport aux éléments roulants. En cas d'application de la solution selon l'invention, ce jeu peut rester beaucoup plus faible, de sorte que les éléments rou- lants peuvent également être guidés de façon plus sûre. Au cas o la tête d'entraînement selon l'invention est uti- lisée sur des goujons filetés qui, aprés-de nombreux essais ou à la suite de l'expérience acquise, sont chauffés pour faciliter le des- serrage, il est recommandé, selon un perfectionnement de l'objet de l'invention, d'encastrer des pièces métalliques dans les surfaces des dents délimitant l'alésage de la cage, de manière que ces pièces métalliques fassent saillie desdites surfaces et viennent en contact avec les goujons. Les pièces métalliques utilisées de préference à cette fin sont également des éléments roulants mais qui, à la dif- - férence de ceux utilisés dans le dispositif selon le brevet britan- nique déjà cité, sont encastrés rigidement dans les dents. La sec- tion droite de ces pièces métalliques encastrées peut cependant être changée à volonté; on peut utiliser aussi, notamment, des pièces en T 0o en queue d'aronde, Il suffit de faire en sorte qu'elles soient empêchées de tomber de la cage. Ces pièces métalliques répar- tissent des pointes de températures pouvant se produire à leur surface de contact avec le goujon - et inadmissibles pour le maté- riau constitutif de la cage - sur un plus grand volume ou sur une plus grande surface de contact avec ce matériau, de sorte que l'endom- magement de la cage aux températures habituellement utilisées est exclu. L'incorporation de pièces métalliques dans les dents rend celles-ci bien entendu moins élastiques. L'élasticité nécessaire peut êtfre obtenue ou rétablie par la prévision de fentes d'affai- blissement dans la partie annulaire entre les dents, à partir des surfaces de butée pour les éléments roulants. D'autres caractéristiques et avantages de-l'invention res- sortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation non limitatif, ainsi que des dessiné annexes, sur lesquels: - - la figure 1 est une élévation la.térale partiellement en coupe axiale d'une tête d'entraînement selon l'invention à l'état complet; - la figure 2 est une vue en perspective et à plus grande échelle de la cage de cette tête d'entraînement, contenant les élé- ments roulants; et - la figure 3 est une coupe transversale de la tête de la figure 1, prise suivant la ligne III-III mais à plus grande échelle. La figure 1 représente une tête d'entraînement complète. Elle possède un corps 1 qui présente une surface extérieure essen- tiellement cylindrique, un alésage longitudinal coaxial 2, un per- çage transversal diamétral 3 pour l'insertion d'un levier non repré- sentâ servant à faire tourner le corps et un six pans extérieur 4 pour l'application d'une clé, d'une noix ou d'un rochet, lesquels ne sont pas représentés davantage. A l'intérieur de la partie cylindrique du corps, l'alésage longitudinal 2 débouche dans une cavité 5 dont les surfaces latérales sont formées par les surfaces à rampes qui seront décrites plus en détail relativement à la figure 3. Dans la cavité 5 se trouve, à peu près coaxialement, une cage 6 contenant trois paires d'éléments rou- lants 7. La cage 6 et les éléments roulants 7 sont empêchés de tomber de la cavité 5 par une rondelle 8 qui est elle-même maintenue en place dans le corps 1 par une rondelle d'arrêt 9. La figure 2 montre que la cage 6 se compose d'une partie annulaire 10 et de trois prolongements ou dents 11 qui partent de cette partie annulaire et sont parallèles à l'axe et entre lesquels sont montés les éléments roulants cylindriques 7. A cet effet, les dénts Il sont délimitées du côté des éléments roulants 7 par des surfaces cylindriques 12 qui entourent partiellement les éléments roulants (figure 3). Les intervalles entre les dents sont dimension- nés de telle manière que les éléments 7 peuvent tourner dans la cage et peuvent se déplacer dans une mesure limitée en sens radial. La partie annulaire 10 et les dents 11 forment une pièce d'un seul tenant dont la construction et l'action ont déjà été décrites dans ce qui précède. La cage 6 possède un alésage coaxial 13 qui est délimité sur tout son pourtour par la partie annulaire 10 dans sa partie inférieure et qui est délimité dans sa partie supé-- rieure par les surfaces 14 des dents 11. Les surfaces 14 correspon- dent à des parties de cylindre ayant le diamètre nominal de l'alé- sage 13 mais elles sont situées à l'état non chargé à peu près dans t1 la surface latérale d'un cône d'un très faible angle en ce sens que les extrémités supérieures 15 des dents 11 sont légèrement inclinées vers l'intérieur en direction de l'axe de la cage. Dans les surfaces 14 des dents 11 sont encastrées des pièces métalliques 16 qui ont la forme de tiges cylindriques effilées et qui font légèrement saillie des surfaces 14. L'étendue axiale de ces pièces métalliques correspond à peu près à celle des éléments rou- lants 7. La partie annulaire 10 est délimitée entre les dents 11 par des surfaces de butée 18 pour les éléments roulants 7 et est pourvue à trois endroits de fentes d'affaiblissement 19 qui s'étendent axia- lement et radialement et confèrent à la cage une caractéristique élastique plus aplatie. La figure 3 montre que la cavité du corps 1 est délimitée latéralement par trois surfaces à rampes 17 qui sont à double effet en ce sens qu'elles forment chacune deux rampes dans le sens radial, comme cela est connu par des appareils existants de ce type. Les surfaces à rampes 17 correspondent à peu près à des surfaces cylin- driques dont le rayon est plus petit que le rayon de la surface enveloppante de toutes les surfaces à rampes et dont l'axe est excentré par rapport à l'axe de symétrie de l'ensemble de la tête d'entraînement. De cette manière, la tête représente produit un entraînement dans les deux sens de rotation. A l'intérieur de l'alé- sage 13, la figure 3 montre en outre, en pointillé, le diamètre exté- rieur d'un goujon fileté qui n'est pas représenté ailleurs et qui détermine le diamètre nominal de la tête d'entraînement. A l'emboî- tement de la tête sur ce goujon, les pièces métalliques encastrées 16 s'appliquent d'abord contre le goujon et les dents 11 de la cage 6 sont légèrement écartées élastiquement. Les pièces métalliques 16 constituent avec la cage 6 une sorte d'unité qui est pressée élas- tiquement contre le goujon et qui est immobilisée pa:t frottement dans le sens circonférentiel par rapport au goujon. Lorsque le corps 1 est ensuite tourné dans un sens ou dans l'autre-par rapport à la cage 6, les rampes 17, agissant dans le sens radial, pressent les éléments roulants 7 contre le goujon (cercle en pointillé). Ce mouvement rel-a- tif s'arrête après une légère rotation du corps 1; ensuite, tout l'ensemble visible sur la figure 3 est entraîné dans le sens de rotation du corps 1. Pour plus de clarté, la figure 2 montre la cage 6 en position retournée par rapport à celle de la figure 1. L'élasticité dont il a été question ici à différentes reprises est une notion relative qui se réfère aux cages connues jusqu'à présent en métal mais est néanmoins suffisamment grande pour que la cage ou, plus précisément, ses dents 11, puisse(nt) être écartée(s) facilement par des forces manuelles normales au moment de l'emboîtement de la tête d'entraînement sur le goujon fileté. La plupart des matières thermoplastiques possèdent de par leur nature l'élasticité néces- saire, en particulier les polyamides, même avec les épaisseurs de paroi représentées sur les dessins. En cas d'utilisation de métaux pour la cage, il est bien entendu possible également d'obtenir l'élasticité nécessaire par des affaiblissements de section loca- lisées, par exemple aux points de transition entre la partie annu- laire 10 et les dents 11. Le diamètre intérieur de la partie annulaire 10 est prévu directement en fonction du diamètre nominal. En projection axiale, les extrémités des dents 11 à l'état non chargé font saillie dans ce diamètre intérieur. La cage élastique 1 a l'avantage supplémentaire que le goujon est maintenu dans la tête d'entraînement, par exemple pour son transport aprè? le dévissage. 24731 90 R E V E N D I C A T I O N S 1. Tête d'entraî'nement en rotation pour goujons filetés ou éléments analogues, comprenant un corps creux qui est essentiel- lement à symétrie de révolution et présente des surfaces formant des rampes réparties sur le pourtour intérieur et agissant dans le sens radiale des éléments roulants roulant sur ces surfaces et montés mobiles radialement et en rotation dans une cage coaxiale au corps, la cage possédant un-alésage coaxial d'un diamètre nominal déterminé pour la réception d'un goujon correspondant et la cage étant composée d'une partie annulaire et de plusieurs dents formées par des prolongements axiaux de cette partie annulaire, entre les- quelles'sont montés les éléments-roulants, ainsi que des surfaces de friction qui font saillie dans l'alésage de la cage, sont dépla- çables élastiquement en direction radiale et servent à l'adhérence de la cage au goujon, caractéris&een ce que la, cage (6) est élas- tique en soi et les extrémités (15) opposées à la partie annulaire (10) des dents (1il) font saillie dans l'alésage (13) de la cage. 2. Tâte d'entraînement selon la revendication 1, caractérisée en ce que la cage (6) est en une matière thermoplastique élastique en soi. - 3, Tête d'entraînement selon la revendication 2, caractérisée en ce que la cage (6) est en polyamide.' 4. T te d'entraînement selon la revendication 2, caractérisee en ce. que les éléments roulants (7) sont des rouleaux cylindriques et en ce que les dents (l1) sont délimitées du côté des éléments roulants par des surfaces cylindriques (12) qui entourent les élé- ments roulants partiellement. 5. Tête d'entraînement selon la Revendication 1,caractérisée en ce que des pièces métalliques (16) sont encastrées de telle manière dans les suirfaces(14)délimitant l'alésage (13) des dents (11) qu'elles font saillie de ces surfaces.: 6. Tête d'entraînement selon la revendication 1, . caractérisée en ce que la partie annulaire (10) présente des fentes d'affaiblisse- ment (19) entre les dents (11) et-à partir de surfaces de butée(18) pour les éléments roulants (7). g 7. Tête d'entraînement selon la revendication 6, caractérisée en ce que les fentes d'affaiblissement (19) s'étendent en directon axiale et en direction radiale.