Brevet FR2473934A1 — publié le 19810724

- 1-- 2473934 Embrayage pour outil à moteur et outil muni d'un tel embrayage. La présente invention se rapporte à un embrayage pour outil à moteur, cet embrayage étant d'un type qui permet de trans- mettre une rotation dans les deux sens. On utilise des embrayages de ce type pour serrer de petits dispositifs d'attache en exerçant des couples peu élevés, ces dispositifs d'attache pouvant être par exemple des vis que l'on enfonce à l'aide d'un tournevis. Les couples exercés sont en géné- ral inférieurs à 0,2 cm/kg. L'outil peut servir aussi bien à des joints durs qu'à des joints mous. Dans les embrayages connus, l'organe mené, c'est-à-dire la partie de l'embrayage à laquelle on fixe l'outil (par exemple l'extrémité d'un tournevis) a une masse importante et, par suite, po ssède une invertie relativement élevée, de sorte qu'elle peut con- tinuer de serrer le dispositif d'attache (par exemple une vis) même après débrayage. L'invention a pour objet un embrayage pour outil à mo- teur, cet embrayage comportant un organe d'entraînement et un organe mené coaxiaux, cet organe mené présentant une série de surfaces de came reliées entre elles, tandis que l'organe d'entraînement com- prend une série de billes disposées dans des passages radiaux autour de l'axe géométrique de l'embrayage, chacune de ces billes étant sollicitée de manière à venir s'appliquer contre une surface de came correspondante, par un élément qui peut céder lorsqu'un couple supé- rieur à une valeur donnée est transmis par l'embrayage de façon que les billes puissent s'éloigner de l'axe géométrique de l'embrayage afin que l'organe d'entraînement puisse tourner par rapport aux surfaces de came de l'organe mené, des moyens étant prévus pour cou- per l'alimentation de l'organe d'entraînement chaque fois que les billes s'éloignent ainsi de l'axe géométrique de l'embrayage. On peut ainsi réaliser un embrayage dont l'organe mené a une plus faible inertie que l'organe d'entraînement. De façon avantageuse, les axes géométriques des passages radiaux coupent l'axe géométrique de l'organe mené, et les surfaces de came ont une forme telle qu'il faut exercer, pour que les billes parviennent aux extrémités des surfaces de came, dans un sens de ro- tation, une force plus grande que dans le sens de rotation opposée. De la sorte, on peut exercer, dans ce premier sens, un - 2 - couple plus grand que dans le sens opposé et, par conséquent, une vis ou tout autre dispositif d'attache serré avec application d'un couple donné par rotation dans ce sens opposé peut être retiré grâ- ce au couple important disponible pour la rotation dans le premier sens. De préférence, lesdits moyens servant à couper l'alimenta- tion de l'organe d'entraînement sont conçus pour interrompre cette alimentation tout de suite avant que les billes n'atteingent les extrémités des surfaces de came. Ces surfaces de came raccordées les unes aux autres sont avantageusement représentées par les faces d'une protubérance en forme de polygone régulier de lorgane mené et chacune de ces faces comporte, sur un bord ou au voisinage de ce bord, un évidement de détente ou une patte en saillie. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention res- sortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés et donnant, à titre explicatif mais nullement limi- tatif, une forme de réalisation. Sur ces. dessins, La Figure 1 est une coupe longitudinale faite dans une partie d'un outil à moteur comportant un embrayage selon l'invention représenté en une position de référence; La Figure 2 est une coupe longitudinale représentant, dans sa moitié de droite, l'embrayage de la Figure 1 en position débran- chée et, en sa moitié de gauche, ce même embrayage à la position qu'il occupe avant d'être remis en marche; et La Figure 3 est une coupe de la Figure 1 suivant III-III de cette figure L'outil à moteur 10, tel que représenté au dessin, est un tournevis commandé par un moteur à air (non représenté). Cet outil comporte une enveloppe tubulaire 11 qui contient le moteur (non représenté) relié à un arbre 12 par l'intermédiaire d'une boîte d'engrenages (non représenté). Un embrayage comprend un organe d'entraînement 13 raccordé à cet arbre 12 de manière à pouvoir tourner avec celui-ci, et un organe mené 14, dont la partie avant est montée dans un manchon de maintien 15 fixé à une extrémité de l'enveloppe 11, et est destinée à contenir, de façon amovible, l'ex- trémité d'un tournevis 16. Un élément de l'embrayage est constitué par une protubérance 17 située à l'extrémité arrière de l'organe mené 14 et l'autre élément de cet embrayage est constitué par des - 3- 2473934 billes 18, logées dans des passages radiaux pratiqués dans l'ex- trémité avant de l'organe d'entraînement 13. Ces billes sont sol- licitées par un manchon 19 soumis à l'action d'un ressort, ce man- chon étant monté sur l'organe d'entraînement 13 et présentant une surface d'extrémité 20 de forme tronconique qui vient au contact de ces billes. Un ressort de compression 21 pousse le manchon 19 par dessus les billes et la surface d'extrémité 20 de ce manchon pousse ces billes en direction de l'axe géométrique de l'embrayage. Celle des extrémités du ressort de compression 21 qui est 1 plus éloignée du manchon 19 vient buter contre un bloc 22 de forme annulaire, claveté sur l'organe d'entraînement 13 de manière telle que l'on puisse régler sa position le long de l'axe géométrique de cet organe d'entraînement 13 en vue de faire varier la compression du ressort 21. L'autre extrémité de ce ressort est en butée contre une bride dirigée vers l'extérieur d'un collier 36 monté sur l'or- gane d'entraînement de façon à pouvoir glisser longitudinalement sur celui-ci. De plus, un manchon de verrouillage 23 est monté lui aussi sur l'organe d'entraînement 13 de manière à pouvoir glisser longitudinalement sur celui-ci et ce manchon est sollicité en di- rection de l'extrémité arrière du collier 36 par un ressort de compression 37. Un palier de butée 24 est intercalé entre ce col- lier 36 et le manchon 19, de manière que ce dernier puisse tourner librement par rapport au ressort 21 qui est à l'état comprimé et qui est au contact du bloc 22 claveté, comme signalé plus haut, sur l'organe d'entraînement 13. Le manchon 19 peut également tour- ner librement autour de cet organe d'entraînement 13, de telle sor- te que les billes 18, tout en étant chassées vers l'extérieur, com- me on l'expliquera plus loin de façon détaillée, tournent autour d'axes parallèles à l'axe géométrique de l'outil, si bien qu'il ne se produit aucun glissement entre la surface des billes et l'une quelconque des surfaces avec lesquelles ces billes sont en contact. L'organe d'entraînement 13 présente, à son extrémité arriè- re, une protubérance tubulaire 25, de section transversale non cir- culaire, qui pénètre dans un évidement 26 de forme correspondante pratiqué dans l'extrémité avant de l'arbre 12. Cet arbre 12 est empêché de se déplacer longitudinalement par rapport à l'enveloppe 11 et un ressort de compression 27, monté dans cet évidement 26, entraîne l'organe d'entraînement 13 et l'organe mené 14 vers l'a- vant, jusqu'à ce qu'un épaulement 28 de l'organe mené 14 arrive au contact du manchon de maintien 15 (Fig. 1). Une tige poussoir - 4 - 2473934 29, qui commande une soupape à air du moteur, traverse l'arbre 12 et pénètre dans l'organe d'entraînement 13 dans lequel elle vient au contact d'un pêne 30. L'organe d'entraînement 13 présente des passages radiaux destinés à recevoir des billes 31. Ces dernières font normalement saillie dans un évidement annulaire du pêne 30, dans lequel elles sont retenues par le manchon de verrouillage 23, mais ce manchon 23 et le collier 36 délimitént une rainure 32 de forme annulaire qui, lorsqu'elle est en regard des passages conte- nant les billes 31 (Figure 2) comme décrit plus haut, permet à ces billes de s'écarter radialement de l'axe géométrique de l'organe d'entraînement 13. La Figure 3 représente la forme particulière de la section transversale de la protubérance 17. Comme on peut le voir, cette protubérance a une section transversale qui est, en gros, de forme carrée, mais chaque face comporte un évidement de détente au voisi- nage de son bord arrière, l'arrière étant considéré par rapport au sens de rotation de la protubérance 17 indiqué par la flèche 34 sur la Figure 3. On expliquera plus loin le rôle de ces évidements de détente 33. Le fonctionnement est le suivant On introduit l'extrémité du tournevis 16 dans la tête de la vis à serrer et on applique une poussée suffisante pour compri- mer le ressort 27. La tige poussoir 29 recule et déclenche ainsi une soupape de démarrage (non représentée) servant à alimenter le moteur. Par l'intermédiaire de l'organe d'entraînement 13 et des billes 18, le couple se transmet à l'organe mené 14 et à l'extré- mité du tournevis 16. Tant que la rotation s'effectue avec un couple inférieur à une valeur donnée, les billes 18 saisissent la protubé- rance 17; l'organe d'entraînement 13 et l'organe mené 14 tournent d'un seul bloc, les billes demeurant à la position représentée sur la Figure 3. Lorsque le couple a presque atteint sa valeur maximale, la charge retarde l'organe mené 14 et la protubérance 17 tourne un peu plus lentement que l'organe d'entraînement 13. Par suite, les billes 18 se mettent à rouler le long de la surface de came correspondante de la protubérance et elles sont chassées vers l'extérieur à l'en- contre de la force exercée par le manchon 19. En même temps, le man- chon se déplace longitudinalement à l'encontre de l'action du res- sort 21 et du ressort 37. Lorsque le couple maximal est atteint., toutes les billes 18 se trouvent juste avant celui de leur bord de - 2473936; leur surface de came qui est le plus éloigné de l'évidement de dé- tente 33 correspondant, et la rainure 32 délimitée par le manchon de verrouillage 23 et par le collier 36 se trouve en regard des passages radiaux contenant les billes 31 (voir moitié de droite de la Figure 2). Les billes 31 peuvent donc s'éloigner radialement de l'axe géométrique de l'organe d'entraînement et un tel déplacement a pour effet de libérer le pêne 30 qui peut ainsi se déplacer lon- gitudinalement vers l'avant et, par suite, permet à la soupape de démarrage de couper l'alimentation en air du moteur. En raison de l'influence de l'énergie emmagasinée dans le moteur et dans la boi- te d'engrenages, l'organe d'entraînement 13 continue de tourner et les billes 18 franchissent le bord des surfaces de came de la pro- tubérance 17. On cesse alors d'exercer une poussée sur l'extrémité du tournevis 16, ce qui permet à l'organe mené 14 de s'appliquer sur l'épaulement 28 sous l'influence du ressort 27, et le manchon de verrouillage 23 avance sous l'influence du ressort 37, tandis que le pêne 30 est maintenu au contact de la tige poussoir 29 sous l'action d'un ressort 35. Lors de la rotation en sens inverse, les conditions sont les mêmes, avec cette seule différence que les billes 18 se dépla- cent le long des surfaces de came correspondantes et pénètrent dans un évidement de détente 33 de la protubérance lorsque le couple ar- rive au voisinage de la valeur donnée. Ces évidements bloquent les billes 18 et, par suite, il faut appliquer à ces billes, avant qu'elles ne dépassent les bords des surfaces de came (près de ces évidements 33), une plus grande force que dans le cas de la rota- tion dans le sens avant. En pratique, on utilise cette rotation en sens inverse pour retirer une vis et le manchon 19 ne se déplace pas suffisamment pour dégager la soupape à air et les billes ne dépassent pas les bords des surfaces de came, étant donné qu'il faut disposer d'un couple assez grand pour commencer à déplacer la vis avant d'atteindre ce stade. Comme signalé plus haut, on peut régler la position du bloc 22 le long de l'axe géométrique de l'organe d'entraînement 13 en vue de modifier la compression du ressort. De cette manière, on peut faire varier le couple sous lequel le manchon 13 se déplace pour déclencher la soupape à air. Suivant une variante de réalisation (non représentée) on - 6 - peut remplacer chacun des évidements de détente par une patte qui présente aux billes une surface de came plus inclinée que le res- tant de la surface de came. Par conséquent, dans ce cas encore, il faut appliquer aux billes 18, en vue de surmonter cette inclinai- son plus forte, une force plus grande lorsque l'outil fonctionne en sens inverse. Il va de soi que la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté, mais en couvre, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. - Embrayage pour outil à moteur, cet embrayage comportant un organe d'entraînement et un organe mené coaxiaux, l'un desdits organes comprenant une série de surfaces de cames reliées les unes aux autres tandis que l'autre organe comporte une série de billes disposées dans des passages radiaux entourant l'axe géométrique de l'embrayage, chacune de ces billes étant sollicitée de manière à venir s'appliquer contre une surface de came correspondante, par un élément qui peut céder lorsqu'un couple dépassant une valeur donnée est transmis par l'embrayage de manière à permettre aux billes de s'écarter de l'axe géométrique de l'embrayage afin que l'organe d'entraînement puisse tourner par rapport à l'organe mené, caractérisé par le fait que l'organe mené (14) comprend ladite série de surfaces de cames reliées les unes aux autres et que l'or- gane d'entrainement (13) comprend ladite série de billes (18) dis- posées dans des passages radiaux entourant l'axe géométrique de l'embrayage, et par le fait qu'il est prévu des moyens (23, 29,30, 31) destinés à couper l'alimentation en énergie de l'organe d'en- trainement lorsque les billes s'écartent ainsi de l'axe géométrique de l'embrayage. 2. - Embrayage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les axes géométriques des passages radiaux coupent l'axe géométrique de lTrgane mené (14) et par le fait que les surfaces de came ont une forme telle qu'il faut exercer, pour que les billes 18 atteignent les extrémités des surfaces de came, une plus grande force dans un sens de rotation que dans le sens de rotation opposé. 3. - Embrayage selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que lesdits moyens (23, 29, 30, 31) servant à couper l'alimentation en énergie de l'organe d'entraine- ment (13) agissent tout de suite avant que les billes (18) n'attei- gnent les extrémités des surfaces de came. 4. - Embrayage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caactérisé par le fait que les surfaces de came reliées les unes aux autres sont constituées par les faces d'une protubérance (17) en forme de polygone régulier de l'organe mené. 5. - Embrayage selon les revendications 2 et 4, caractérisé par le fait que chacune desdites faces comporte, sur l'un de ses bords ou au voisinage de ce bord, un évidement de détente (33). 6. - Embrayage selon les revendications 2 à 4, caractérisé :2473934 par le fait que chacune desdites faces présente, au voisinage de l'un de ses bords ou près de ce bord, une patte en saillie. 7. -.Outil à moteur caractérisé par le fait qu'il comporte un embrayage du type décrit dans l'une quelconque des revendications 1 à 6. 8. - Outil à moteur selon la revendication 7, caractérisé par le fait qu'il est constitué par un tournevis. 9. - Outil à moteur selon l'une quelconque des revendications 8 et 9, caractérisé par le fait qu'il comporte un moteur à air ser- vant à actionner l'organe d'entraînement de l'embrayage.